Corrosió de l'alumini i els seus aliatges. Mètodes per combatre i protegir l'alumini de la corrosió

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2024-01-02 13:51

Tot i que l'alumini és un metall no fèrric i, en comparació amb l'acer normal, és relativament car, és molt utilitzat per l'home. Aquest material durador i lleuger es pot utilitzar a la vida quotidiana, a la construcció i a la producció. La fórmula química de l'alumini a la taula periòdica té aquest aspecte: Al.

Està corroït

Rovella l'alumini, com ja sabeu, molt lentament. Almenys, el ferro i l'acer no es poden comparar amb ell en aquest sentit. La resistència de l'alumini a la corrosió s'explica principalment pel fet que, en condicions normals, es forma una fina pel·lícula protectora d'òxid a la seva superfície. Com a resultat, l'activitat química de l'alumini es redueix dràsticament.

Factors que afecten la resistència a l'òxid

L'alumini és resistent a la corrosió, però en alguns casos encara pot començar a trencar-se amb força rapidesa a causa de l'oxidació. Això sol passar quan la pel·lícula es fa malbé per algun motiu o és impossible formar-la.

Molt sovint, l'alumini perd la seva protecció externa fina sota la influència dels àcidso àlcalis. Els danys mecànics normals també poden provocar la destrucció de la pel·lícula.

Tipus de corrosió

Després de la destrucció de la pel·lícula, l'Al i els seus aliatges comencen a oxidar-se, és a dir, a autodestruir-se, com molts altres metalls. Això pot exposar l'alumini i la corrosió:

1. Química. En aquest cas, l'oxidació es produeix en un ambient gasós sense aigua. En aquest cas, la superfície del producte d'alumini es destrueix uniformement a tota l'àrea.
2. Electroquímica. La corrosió de l'alumini en aquest cas es produeix en un ambient humit.
3. Gas. Aquest tipus de corrosió es produeix quan l'alumini està en contacte directe amb algun gas químicament agressiu.

L'equació per a la corrosió de l'alumini (oxidació d'oxigen) a l'aire és la següent: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

La fórmula química de la pel·lícula protectora d'òxid és AL₂O_3.

Aliatges

La varietat més resistent a la corrosió és l'alumini tècnic. És a dir, gairebé un 90% de metall pur. Els aliatges d'alumini, malauradament, són molt més propensos a l'oxidació. Es creu que les impureses de magnesi redueixen la resistència a la corrosió d'aquest metall menys de tot, i les impureses de coure sobretot.

Aliatges de Mg-Al

Aquests materials s'utilitzen àmpliament a les indústries de la construcció, l'alimentació i la química. També s'utilitzen molt sovint en enginyeria mecànica. Es creu que aquests materials són adequats per a la construcció d'estructures,exposat a l'aigua del mar.

En el cas que el magnesi no superi el 3% en la composició de l'aliatge, tindrà gairebé les mateixes propietats anticorrosives que l'alumini tècnic. El magnesi d'aquest aliatge es troba en solució sòlida i en forma de partícules d'Al8Mg5 distribuïdes uniformement per tota la matriu.

Si l'aliatge conté més d'un 3% d'aquest metall, les partícules d'Al8Mg5 comencen a caure, en la seva major part, no dins dels grans, sinó al llarg dels seus límits. I això, al seu torn, té un efecte extremadament negatiu sobre les propietats anticorrosives del material. És a dir, el producte es torna molt menys resistent a l'òxid.

Aliatges de magnesi i silici

Aquests materials s'utilitzen més sovint en enginyeria i construcció. Mg2Si fan que els aliatges d'aquesta varietat siguin molt forts. De vegades, el coure també és un component d'aquests elements. També s'introdueix a l'aliatge per a l'enduriment. Tanmateix, s'afegeix coure a aquests materials en quantitats molt petites. En cas contrari, les propietats anticorrosives de l'aliatge d'alumini es poden reduir molt. L'oxidació intercristal·lina ja comença amb l'addició de més del 0,5% de coure.

A més, la susceptibilitat a la corrosió d'aquests materials pot augmentar amb un augment injustificat de la quantitat de silici inclosa en la seva composició. Aquesta substància s'afegeix als aliatges d'alumini, normalment en proporcions tals que després de la formació de Mg2Si no queda res. El silici en la seva forma pura només conté alguns materials d'aquesta varietat.

Corrosió de l'alumini iels seus aliatges de zinc

Al s'oxida, com ja s'ha dit, més lent que els seus aliatges. Això també s'aplica als materials del grup Al-Zn. Aquests aliatges tenen una gran demanda, per exemple, a la indústria aeronàutica. Algunes varietats poden contenir coure, altres no. En aquest cas, el primer tipus d'aliatges, és clar, és més resistent a la corrosió. En aquest sentit, els materials Al-Zn són comparables al magnesi-alumini.

Els aliatges d'aquesta varietat amb l'addició de coure mostren signes d'una certa inestabilitat a l'oxidació. Però al mateix temps, es destrueixen a causa de la corrosió, encara són més lents que els fets amb magnesi i Cu.

Maneres bàsiques de tractar l'òxid

Per descomptat, la taxa de corrosió de l'alumini i els seus aliatges també es pot reduir artificialment. Només hi ha algunes maneres de protegir aquests materials de l'oxidació.

Per exemple, es pot excloure el contacte d'aquest metall i els seus aliatges amb el medi ambient pintant materials de pintura. A més, sovint s'utilitza un mètode electroquímic per protegir l'alumini de l'oxidació. En aquest cas, el material també es cobreix amb una capa de metall més actiu.

Una altra manera de protegir l'Al de l'oxidació és l'oxidació d' alt voltatge. També es pot utilitzar una tècnica de recobriment en pols per evitar la corrosió de l'alumini. S'utilitza per protegir-lo, és clar, i els inhibidors d'òxid.

Com es fa l'oxidació

Utilitzant aquesta tècnica, l'alumini i els seus aliatges sovint estan protegits de la corrosió. Realitzaroxidació sota una tensió de 250 V. Amb aquesta tècnica, es forma una pel·lícula d'òxid forta a la superfície d'un metall o del seu aliatge.

La influència del corrent sobre el material en aquest cas es realitza mitjançant refrigeració per aigua. A baixes temperatures, a causa de l'estrès, es forma una pel·lícula a la superfície d'alumini molt forta i densa. Si el procediment es realitza a altes temperatures, resulta bastant fluix. L'alumini processat en aquest entorn necessita una protecció addicional contra el contacte amb l'aire (pintura).

Quan s'utilitza aquesta tecnologia, primer es desengreixa el producte en una solució d'àcid oxàlic. A continuació, l'alumini o l'aliatge es submergeix en àlcali. A continuació, el metall es veu afectat pel corrent. En l'etapa final, si l'oxidació es va dur a terme a una temperatura prou alta, el material es tenyeix addicionalment per immersió en solucions salines i després es tracta amb vapor.

Usant LMB

Aquest mètode, com l'oxidació, s'utilitza per protegir l'alumini de l'oxidació amb força freqüència. Aquest material es pot pintar per mètodes sec, humit o en pols. En el primer cas, l'alumini es tracta primer amb una composició que conté zinc i estronci. A més, el propi LKM s'aplica al metall.

Quan s'utilitza el mètode en pols, la superfície de treball es desgreixa prèviament per immersió en solucions alcalines o àcides. A més, s'apliquen compostos de cromat, zirconi, fosfat o titani al producte.

Úsaïllants

Molt sovint, altres metalls esdevenen estimulants per a l'inici de processos de corrosió de l'alumini i els seus aliatges. Això sol passar amb el contacte directe dels productes o les seves parts. Per evitar que l'alumini s'oxidi, en aquest cas s'utilitzen aïllants especials. Aquestes juntes es poden fer de cautxú, paronita, betum. També en aquest cas es poden utilitzar vernissos i pintures. Una altra manera de protegir l'alumini de la corrosió en contacte amb altres materials és recobrir la seva superfície amb cadmi.

És especialment important assegurar-se que les peces d'alumini de diversos mecanismes i conjunts estiguin aïllades del contacte directe amb el coure. També es creu que no només les peces fetes d'Al s'han de protegir del contacte amb altres metalls. Pel que fa a la resistència a la corrosió, el ferro és molt inferior a l'alumini, com l'acer, per exemple. Per tant, aquests metalls i alguns altres sovint estan protegits d'una manera especial. Els materials es cobreixen simplement amb una capa protectora d'alumini. Per descomptat, aquests productes també s'han de protegir del contacte amb coure o altres metalls.