Come tutti sappiamo, i prodotti in metallo con ferro come componente principale di solito ruggine se non adeguatamente protetti (tranne l'acciaio inossidabile). Questo perché gli atomi di ferro sulla superficie del metallo si combinano con l'ossigeno nell'aria per produrre ossido di ferro. L'ossido di ferro appare marrone rossastro, che è la ruggine comune, come mostrato nella figura seguente.
Il motivo per cui l'acciaio inossidabile non arruggini è che la sua composizione chimica contiene non meno del 10,5% di cromo. Quando l'acciaio inossidabile è esposto all'aria o all'acqua, l'elemento di cromo reagirà con ossigeno prima del ferro e formerà uno strato di passione molto denso, proteggendo così la matrice in acciaio inossidabile da ulteriore ossidazione e corrosione.
In effetti, l'alluminio è uguale al ferro. L'alluminio e le sue leghe reagiranno anche con atomi di alluminio sulla loro superficie e ossigeno nell'aria per produrre ossido di alluminio, ma il colore è grigio o grigio scuro, non ruggine. Tuttavia, questo ossido di alluminio svolge la stessa funzione dell'ossido di cromo in acciaio inossidabile, formando uno strato protettivo sulla superficie del metallo per prevenire un'ulteriore ossidazione del metallo interno, come mostrato nella figura seguente.
In pratica, abbiamo visto alcune parti di acciaio arrugginire particolarmente male e alcune persino arrugginite, come mostrato nella figura seguente, mentre l'alluminio è raro. Mi chiedo se hai una domanda qui: perché l'ossido di alluminio e l'ossido di cromo possono formare uno strato protettivo, ma l'ossido di ferro non può?
In effetti, la chiave qui è se lo strato di ossido formato è denso o meno. Se lo strato di ossido è molto denso, è difficile per i composti corrosivi esterni (come cloruri, solfuri, ecc.) Entrare nell'interno per corrodere nuovi metalli, quindi non si verificherà ulteriore corrosione. La figura seguente è un confronto di alluminio e ossidi di ferro. L'ossido di ferro è sciolto e poroso ed è facile staccare, mentre l'ossido di alluminio è denso e si adatta perfettamente al substrato.
Quindi sorge di nuovo la domanda, perché l'ossido di ferro non è denso e non si adatta? Ciò richiede una conoscenza più approfondita della chimica e della fisica da spiegare. A causa della complessità del principio della ruggine, non è chiaro in una o due frasi, ma possiamo semplicemente spiegarlo:
In effetti, se l'aria è assolutamente secca (senza umidità), anche l'ossido di ferro (se Fe2O3 o Fe3O4) è anche un composto stabile che non causerà il peeling della superficie e l'ulteriore corrosione del metallo interno. La vera ragione per cui la ruggine cade e corrode l'interno è l'ossido di ferro idratato Fe2O3 · NH2O e l'idrossido di ferro (FEO (OH) Fe (OH) 3), che sono i componenti principali della ruggine che vediamo nella vita quotidiana. Dopo che l'idrossido di ferro idratato si combina con il ferro, si espande di volume ed è facile da rigonfiamento e crack. D'altra parte, rende anche incapaci di aderire efficacemente alla matrice di ferro ed è facile da staccare. Una volta che il vetro rivela il nuovo metallo sottostante, si ossiderà e arrugginirà di nuovo, quindi il ciclo si ripeterà fino a quando tutti i metalli non saranno arrugginiti e corrosi.
In condizioni normali, l'ossido di alluminio non reagirà con l'acqua e non "ruggine" come il ferro, ma si corrodirà in alcune condizioni difficili. Ad esempio, in condizioni di acido forte o alcali forti, il tasso di decomposizione dello strato di ossido sulla superficie dell'alluminio sarà superiore al suo tasso di generazione. Al fine di evitare questa situazione, l'alluminio senza alcun trattamento superficiale dovrebbe essere utilizzato nell'intervallo di pH da 4,5 a 8,5.
Un'altra causa comune di corrosione in alluminio è la corrosione elettrochimica. Quando due metalli diversi sono immersi in acqua, si forma una batteria o un circuito debole. Ciò provoca il flusso di elettroni tra i metalli, esaurendo il più attivo elettrochimicamente dei due metalli. L'alluminio ha un potenziale elettrochimico più elevato rispetto alla maggior parte degli altri metalli, come mostrato nella figura seguente. Pertanto, se si forma un circuito tra alluminio e acciaio dolce o acciaio inossidabile, l'alluminio si corroderà rapidamente.
Immagine dal manuale di prevenzione della corrosione e corrosione
Pertanto, non significa che l'alluminio non sia soggetto a ruggine e corrosione e non è richiesto alcun trattamento anticorrosivo superficiale. Quando l'alluminio è a rischio di corrosione, è ancora necessario un trattamento adeguato, come anodizzazione, rivestimento in polvere, isolamento dell'isolamento, ecc.(文章来源: Imechanics 机械)
