Ruostuuko alumiini? Syyt ja ratkaisut

Alumiini on yksi eniten käytetyistä metalleista kaikilla teollisuudenaloilla. Koska sitä käytetään kaikkialla, mutta herää kysymys, ruostuuko Al? Tämä artikkeli auttaa sinua oppimaan ruostuuko alumiini, mitkä ovat syyt ja kuinka voimme välttää tämän ongelman.

Ruostuuko alumiini?

Kun rauta reagoi ympäristön hapen ja veden kanssa, muodostuu ruostetta. Koska Al ei sisällä Fe:tä, se ei siksi ruostu vaan syövyttää joissakin ympäristöissä.

Valaa alumiinia ruostetta

Ei, raudan puutteen vuoksi Al ei ruostu. Al on erittäin reaktiivinen ja reagoi hapen kanssa ja muodostaa suojakerroksen itseensä.

Ruostuuko anodisoitu alumiini

Anodisointi tehdään sähkökemiallisen prosessin avulla lisäsuojan saamiseksi korroosiota vastaan. Siksi anodisoitu Al ei ruostu.

Sopiiko alumiini ulkokalusteisiin

Al on erinomainen valinta ulkokalusteisiin. Se on kestävää ja halpaa metallia. Al ei tarvitse lisäelementtejä korroosionkestävyyden vuoksi. Sen luonnollinen suojakerros mahdollistaa pitkän käytön.

Voiko alumiini ruostua vedessä

Al ei ruostu normaalissa vedessä. Äärimmäisissä olosuhteissa, kuten suolavedessä tai kloridipitoisissa ympäristöissä, Al syöpyy.

Hapeutuuko alumiini

_{Al muodostaa suojaavan Al₂O₃} - kerroksen hapettumalla _. Kun se altistuu ilmalle, se reagoi hapen kanssa.

Kuinka nopeasti alumiini hapettuu

Hapetusprosessi kestää millisekunneista sekunteihin vain nanometrin ohuen kerroksen muodostamiseksi.

Alumiinin hapetusprosessi

_{Al menettää elektroneja} joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa. Elektronit reagoivat hapen kanssa ja muodostavat Al₂O₃ _- kerroksen.

Kuinka reaktiivinen alumiini on

Galvaanisessa sarjassa negatiivisempaa potentiaalia omaava metalli reagoi nopeammin. Sarjan mukaan Al on erittäin reaktiivinen metalli.

Syövyttääkö alumiini?

Kyllä, se syöpyy vain, kun se altistuu vaikeille ympäristöille, kuten korkeille lämpötiloille ja suolaiselle vedelle jne.

Erot ruosteen ja korroosion välillä

Ruoste on luonnollinen prosessi, jossa Fe reagoi O:n kanssa ja muodostaa ruostetta. Korroosio on sähkökemiallinen prosessi, joka johtaa materiaalin huononemiseen.

Tekijät, jotka aiheuttavat alumiinin syöpymistä

• Ympäristötekijät

Korkeat lämpötilat, kloridipitoiset olosuhteet, suolavesi, korkea kosteus

• Galvaaninen korroosio

Kun Al kohtaa metallin, jolla on positiivisempi sähköpotentiaali, kuten Cu, siitä tulee anodi ja se hapettuu ja syöpyy.

Alumiinin korroosion testausmenetelmät

• Suolasumutesti

Al-näyte altistetaan silaanisumulle lämpötilassa 37 ºC ja tietyllä kosteustasolla. Määritä lopuksi korroosion merkit.

• Sähkökemiallinen impedanssispektroskopia (EIS)

Näyte upotetaan NaCl-liuokseen ja liitetään potentiostaattiin. Tämä potentiostaatti käyttää AC-signaalia useilla taajuuksilla. Varauksensiirtokestävyyttä koskevat tiedot auttavat määrittämään korroosionkestävyyden.

Alumiinioksidin muodostuminen

Altistuessaan ilmalle se hapettuu nopeasti, reagoi hapen kanssa ja muodostaa ohuen kerroksen alumiinioksidia, minkä vuoksi sitä käytetään rakennusprojekteissa hyvin yleisesti.

Kuinka alumiinioksidi suojaa ruosteelta

Al ei ruostu. Alumiinioksidi ohut kerros suojaa alumiinia korroosiolta.

Itsepassivoitumisilmiö

Alumiinioksidin muodostuminen hapettumisen kautta tunnetaan itsepassivoitumisen ilmiönä.

Alumiinityypit ja korroosionkestävyys

Alumiini 3003

Mn on tämän sarjan tärkein seosaine. Mn parantaa lujuutta ja korroosionkestävyyttä.

Alumiini 5052

Mn on tärkein seosaine. Korkea korroosionkestävyys ja sitä käytetään merisovelluksissa.

6061 Alumiini

Mn ja Si ovat tärkeimmät seosaineet. Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyys.

6063 Alumiini

Se tunnetaan erinomaisesta pursottavuudestaan, hyvästä pinnanlaadustaan ​​ja erinomaisesta korroosionkestävyydestään.

7075 Alumiini

Erittäin luja Al Zn-seoselementin ansiosta. Korkea korroosionkestävyys ja sitä käytetään ilmailu- ja sotilassovelluksissa.

Miksi alumiini on suosittu projekteissa

Al on halvempaa kuin monet metallit. Se on kevyt, korroosionkestävä ja hyvä sähkönjohdin. Sen lujuus on kohtalainen ja se voidaan kierrättää. Kaikki nämä ominaisuudet tekevät siitä suositun projekteissa.

Alumiinin korroosion tyypit

Joitakin yleisiä korroosiotyyppejä, jotka hyökkäävät Al:iin, käsitellään alla:

Galvaaninen korroosio

Kun Al:a käytetään yhdessä muun metallin kanssa, joka on korkean sähköpotentiaalin tavoin jalompi, Al muuttuu anodiksi. Se luovuttaa elektroninsa ja hapettuu.

Pistekorroosio

Kun Al:a käytetään vaikeissa ympäristöissä, kuten kloridipitoisissa olosuhteissa, kloridit tunkeutuvat oksidikerroksen läpi. Tämä tunkeutuminen aiheuttaa paikallista Pitts-muodostusta. Tässä tyypissä pintaan muodostuu pieniä kuoppia.

Kuinka Pitting vaikuttaa alumiiniin

 Pienet täplät pinnassa heikentävät materiaalin pintaa, mikä epäonnistuu heikentyneen lujuuden vuoksi.

Kuinka estää alumiinin korroosio

On olemassa monia menetelmiä, joilla voimme hallita korroosion nopeutta, esimerkiksi suojapinnoitteet, katodisuojaus jne. Nämä menetelmät luovat esteitä ympäristön ja Al:n välille ja estävät korroosiota.

Suojapinnoitteet alumiinille

Korroosion estämiseksi on saatavilla monia pinnoitteita, joista osa on käsitelty alla:

Anodisoitu alumiini

_{Anodisoinnissa alumiininäyte upotetaan H2SO4} - elektrolyyttiliuokseen ja _tasavirtaa johdetaan kylvyn läpi. Alumiinista tulee anodi ja ruostumatonta terästä käytetään katodina. Alumiini hapettuu ja luonnollisesti kasvanut kerros paksuuntuu ja huokoisemmaksi.

Anodisoinnin etu

Anodisoinnin etuja ovat parempi korroosionkestävyys, sähköeristys, lämmönkestävyys ja lisääntynyt kovuus.

Kuinka anodisointi toimii korroosion estämisessä

Anodisointi tekee luonnollisesti kasvaneesta kerroksesta paksumman. Tämä kerros on este kosteuden ja pölyhiukkasten jne. välillä.

Alumiinin anodisointityypit

Tyyppi I: Kromihappoa käytetään elektrolyyttinä. Tämän tyyppistä pinnoitetta käytetään ilmailussa.

Tyyppi II: Rikkihappoa käytetään elektrolyyttinä, ja se on yleisin tyyppi.

Tyyppi III: Kova-anodisointi, joka luo tiheämmän oksidikerroksen, joka lisää kulutuskestävyyttä.

Jauhemaalaus lisää kestävyyttä

Jauhemaalauksen aikana pinnalle levitetään pinnoitemateriaalijauhetta ja näyte laitetaan uuniin ja kovetetaan. Tämä pinnoite tekee Al:sta sitkeämmän ja kestävämmän.

Kiillotus ja harjaus alumiinia

Kiillotus tehdään pinnasta tasaisemmaksi ja kiiltävämmäksi. Kiillotus poistaa pölyhiukkaset naarmut jne.

Harjaus tehdään mattapintaisen ja heijastamattoman pinnan luomiseksi.

Alumiinin kemiallinen passivointi

Al-näyte upotetaan elektrolyyttiin epäpuhtauksien poistamiseksi, mikä edistää lisäoksidikerroksen muodostumista Al-pinnalle.

Ruostumaton teräs vs. alumiini korroosionkestävyys

Ruostumatonta terästä käytetään laajalti korkeamman korroosionkestävyyden vuoksi kuin Al. Se on alumiiniin verrattuna erittäin luja metalliseos ja sitä käytetään vaikeissa ympäristöissä.

Alumiinin ja teräksen reaktio

Al reagoi hapen kanssa ja muodostaa suojakerroksen; se voi vain ruostua. Vaikka teräs voi ruostua ennen korroosiota sen koostumuksessa olevan Fe:n vuoksi.

UKK

Tuhlaako alumiinia

Kyllä, Al reagoi hapen kanssa, mutta tämä kerros on erittäin ohut ja tarttuu tiukasti pintaan. Se ei vaikuta materiaalin ulkonäköön.

Onko alumiinifolio ruostetta

Ei, se ei ruostu sen koostumuksen puutteen vuoksi.

Miksi alumiini ei ruostu kuten teräs

Teräksessä on Fe, joka reagoi hapen kanssa ja tekee ruosteesta. Koska Al ei sisällä Fe:tä, siksi se ei ruostu.

Ruostuuko alumiininen pyörärunko

Mikään Alista valmistettu ei voi olla ruostetta; pikemminkin se voi vain syöpyä.