I. Característiques bàsiques i mecanisme d’oxidació de l’alumini
L’alumini és un metall altament actiu (activitat electroquímica més alta que el ferro), però quan la seva superfície s’exposa a l’aire, de seguida forma una densa capa protectora d’òxid d’alumini (al₂o₃) amb un gruix de nanòmetres aproximadament 4-5. Aquesta capa d'òxid té les següents característiques:
1. Inertesa química: l’òxid d’alumini no reacciona més amb l’aigua i l’oxigen a temperatura ambient, bloquejant la penetració de medis corrosius externs;
2. Autocuració: Si la superfície es ratlla, el nou alumini exposat s’oxidarà ràpidament i tornarà a formar una capa protectora.
Per tant, les plaques d’alumini pur no s’oxidaran en un entorn normal (és a dir, no es produiran òxid de ferro similar al rovell), però es poden produir altres formes de corrosió (vegeu la secció 3 per a detalls).
II. Quatre raons per les quals les plaques d'alumini no s'oxiden
1. Protecció de la capa d'òxid
La duresa MOHS de la capa d'òxid d'alumini arriba a les 9 (a prop del diamant), que és molt superior a l'oxidació (feooh, duresa d'aproximadament 4-5) i pot resistir eficaçment l'erosió per la humitat i els àcids febles de l'atmosfera.
2. Optimització de composició d’aliatge
Les plaques d’alumini comunes com 3003 i 5052 es milloren en la resistència a la corrosió afegint elements com el manganès (Mn) i el magnesi (Mg). Per exemple:
- 3003 La placa d'alumini (que conté 1,2% Mn) té un 20% de resistència a la corrosió atmosfèrica que l'alumini pur;
- 5052 La placa d'alumini (que conté un 2,5% mg) pot durar més de 50 anys en un entorn marí.
3. Adaptabilitat ambiental
L’alumini té la millor estabilitat en un entorn amb un pH de 4-9 i s’utilitza àmpliament en la construcció urbana, la decoració d’interiors i altres escenes.
4. Protecció electroquímica
El potencial d’oxidació de l’alumini (-1. 67V) és molt inferior al de ferro (-0. 44V), i es pot utilitzar com a ànode sacrificial per protegir altres metalls.
3. Condicions extremes on es poden corroir plaques d'alumini
Tot i que les plaques d’alumini són altament resistents a la corrosió, encara es requereixen mesures de protecció en els entorns següents:
1. Ambient fort àcid/alcalí
- Quan el pH <4 (com la pluja d’àcid industrial), la capa d’òxid d’alumini es dissol, provocant el pit;
- Quan pH> 9 (com l’entorn alcalí del formigó), l’alumini experimenta una reacció d’evolució d’hidrogen a la forma de forma.
2. Entorn d'alta salinitat
Els ions de clorur (Cl⁻) a l’atmosfera marina penetraran en la capa d’òxid i provocaran corrosió intergranular. Per exemple:
- A la prova de polvorització de sal, 6061 plaques d'alumini van mostrar un picat evident després de 500 hores.
3. Corrosió galvànica
Quan estigui en contacte directe amb metalls com el coure i l’acer, l’alumini com a ànode accelerarà la corrosió. Per exemple:
- La taxa de corrosió a l’articulació d’alumini-coure es pot augmentar 10 vegades.
Iv. Cinc maneres de millorar la resistència a la corrosió de les plaques d'alumini
1. Tecnologia de tractament superficial
- Anodització: genera una pel·lícula d'òxid de gruix 20-30 μm, que augmenta la resistència a la corrosió en 5 vegades;
- Pintar la pintura de fluorocarbon: el temps de resistència a l'asprai de sal pot arribar a més de 3000 hores.
2. Optimització de models d’aliatge
- 5083 Les plaques d'alumini marines (que contenen un 4,5% mg) es recomanen per a projectes costaners;
- 1100 Les plaques d'alumini pur (puresa 99%) es recomana per a equips químics.
3. Disseny d’aïllament
Quan connecteu -vos amb metalls diferents, utilitzeu juntes de niló o segells de goma per bloquejar el corrent.
4. Manteniment regular
Netegeu els contaminants de superfície amb un detergent neutre (pH 6-8) cada 6 mesos.
5. Monitorització ambiental
Install ventilation equipment in high temperature (>60℃) or humidity>85% d’entorn.
V. Comparació de la resistència a la corrosió de la placa d'alumini i altres metalls
; Material|Taxa de corrosió atmosfèrica (μm/any)|Medi ambient marí (anys) |
; Acer baix en carboni|50-100|5-10 |
; 3 0 4 Acer inoxidable|0. 5-2|20-30 |
; 5 0 52 Placa d'alumini|0. 1-0. 5|50+ |
Conclusió
La placa d’alumini no s’oxida en condicions normals i la seva capa protectora d’òxid d’alumini proporciona una excel·lent resistència a la corrosió. No obstant això, encara es requereixen mesures de protecció en condicions de contacte amb àcid extrem i alcali, alts, sal o galvànica. Mitjançant una selecció raonable de materials (com ara aliatges de 5 sèries/6 sèries), tractament superficial (anoditzant) i control ambiental, la placa d’alumini pot satisfer les necessitats d’ús a llarg termini de la construcció, el transport, l’enginyeria marina i altres camps.