Wie wir alle wissen, rosten Metallprodukte mit Eisen als Hauptkomponente normalerweise, wenn nicht ordnungsgemäß geschützt (außer Edelstahl). Dies liegt daran, dass die Eisenatome auf der Metalloberfläche mit Sauerstoff in der Luft zu Eisenoxid erzeugt werden. Eisenoxid erscheint rotbraun, was der gemeinsame Rost ist, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Der Grund, warum Edelstahl nicht rostet, ist, dass seine chemische Zusammensetzung nicht weniger als 10,5% Chrom enthält. Wenn Edelstahl Luft oder Wasser ausgesetzt ist, reagiert das Chromelement vor dem Eisen mit Sauerstoff und bildet eine sehr dichte Passivierungsschicht, wodurch die Edelstahlmatrix vor weiterer Oxidation und Korrosion geschützt wird.
Tatsächlich ist Aluminium das gleiche wie Eisen. Aluminium und seine Legierungen reagieren auch mit Aluminiumatomen auf ihrer Oberfläche und dem Sauerstoff in der Luft, um Aluminiumoxid zu erzeugen, aber die Farbe ist grau oder dunkelgrau, nicht Rost. Dieses Aluminiumoxid spielt jedoch die gleiche Funktion wie Chromoxid in Edelstahl und bildet eine Schutzschicht auf der Metalloberfläche, um eine weitere Oxidation des inneren Metalls zu verhindern, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
In der Praxis haben wir gesehen, wie einige Stahlteile besonders schlecht rosten, und einige rosten sogar durch, wie in der Abbildung unten gezeigt, während Aluminium selten ist. Ich frage mich, ob Sie hier eine Frage haben: Warum können Aluminiumoxid und Chromoxid eine Schutzschicht bilden, aber Eisenoxid kann nicht?
Tatsächlich ist der Schlüssel hier, ob die gebildete Oxidschicht dicht ist oder nicht. Wenn die Oxidschicht sehr dicht ist, ist es für externe korrosive Verbindungen (wie Chloride, Sulfide usw.) schwierig, in den Innenraum einzusteigen, um neue Metalle zu korrodieren, sodass eine weitere Korrosion nicht auftritt. Die folgende Abbildung ist ein Vergleich von Aluminium und Eisenoxiden. Eisenoxid ist locker und porös und leicht abzuziehen, während Aluminiumoxid dicht ist und fest zum Substrat passt.
Dann stellt sich wieder die Frage: Warum ist Eisenoxid nicht dicht und nicht passt? Dies erfordert eingehenderes Wissen über Chemie und Physik, um zu erklären. Aufgrund der Komplexität des Rostprinzips ist es in ein oder zwei Sätzen nicht klar, aber wir können es einfach erklären:
Tatsächlich ist Eisenoxid (ob Fe2O3 oder Fe3O4), wenn die Luft absolut trocken ist (ohne Feuchtigkeit), ebenfalls eine stabile Verbindung, die nicht das Schälen der Oberfläche und eine weitere Korrosion des Innenmetalls verursacht. Der wahre Grund dafür, dass der Rost vom Inneren abfällt und das Innere korrodiert, ist das hydratisierte Eisenoxid Fe2O3 · NH2O und Eisenhydroxid (Feo (OH) Fe (OH) 3), die die Hauptbestandteile des Rostes sind, den wir im täglichen Leben sehen. Nachdem sich das hydratisierte Eisenhydroxid mit Eisen kombiniert, dehnt es sich in Volumen aus und ist leicht zu wölben und zu knacken. Auf der anderen Seite kann es auch nicht in der Lage sind, die Eisenmatrix effektiv zu halten und ist leicht abzuziehen. Sobald das Glas das neue Metall darunter zeigt, wird es wieder oxidiert und rosten, und dann wird sich der Zyklus wiederholt, bis alle Metalle verrostet und korrodiert sind.
Unter normalen Bedingungen reagiert Aluminiumoxid nicht mit Wasser und "rostet" nicht wie Eisen, aber es korrodiert unter einigen harten Bedingungen. Beispielsweise ist die Zersetzungsrate der Oxidschicht auf der Oberfläche des Aluminiums höher als bei starken sauren oder starken Alkali -Bedingungen höher als die Erzeugungsrate. Um diese Situation zu vermeiden, sollte Aluminium ohne Oberflächenbehandlung im pH -Bereich von 4,5 bis 8,5 verwendet werden.
Eine weitere häufige Ursache für Aluminiumkorrosion ist die elektrochemische Korrosion. Wenn zwei verschiedene Metalle in Wasser eingetaucht sind, wird eine schwache Batterie oder eine schwache Schaltung gebildet. Dies führt dazu, dass die Elektronen zwischen den Metallen fließen und die elektrochemisch aktiveren der beiden Metalle abbauen. Aluminium hat ein höheres elektrochemisches Potential als die meisten anderen Metalle, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Wenn daher eine Schaltung zwischen Aluminium und Weichstahl oder Edelstahl gebildet wird, korrodiert Aluminium schnell.
Bild aus dem Handbuch der Korrosion und Korrosionsprävention
Daher bedeutet dies nicht, dass Aluminium nicht anfällig für Rost und Korrosion ist und keine Oberflächen-Antikorrosionsbehandlung erforderlich ist. Wenn Aluminium einem Korrosionsrisiko ausgesetzt ist, ist eine angemessene Behandlung noch erforderlich, z. B. Anodisierung, Pulverbeschichtung, Isolationisolation usw.(文章来源: iMechanics 机械)
