I. Grundläggande egenskaper och oxidationsmekanism för aluminium
Aluminium är en mycket aktiv metall (högre elektrokemisk aktivitet än järn), men när dess yta utsätts för luft bildar den omedelbart ett tätt skyddsskikt av aluminiumoxid (al₂o₃) med en tjocklek av cirka 4-5 nanometer. Detta oxidskikt har följande egenskaper:
1. Kemisk inerthet: aluminiumoxid reagerar inte ytterligare med vatten och syre vid rumstemperatur, vilket blockerar penetrationen av yttre frätande media;
2. Självhelande: Om ytan repas kommer det utsatta nya aluminiumet snabbt att oxidera och omformas ett skyddande skikt.
Därför kommer rena aluminiumplattor inte att rostas i en normal miljö (det vill säga ingen rostliknande järnoxid kommer att produceras), men andra former av korrosion kan uppstå (se avsnitt 3 för detaljer).
Ii. Fyra skäl till varför aluminiumplattor inte rostar
1. Oxidskiktskydd
Mohs -hårdheten hos aluminiumoxidskiktet når 9 (nära diamant), vilket är mycket högre än rost (FeoOH, hårdhet på cirka 4-5), och kan effektivt motstå erosion genom fukt och svaga syror i atmosfären.
2. Optimering av legeringskomposition
Vanliga aluminiumplattor som 3003 och 5052 förbättras i korrosionsbeständighet genom att tillsätta element som mangan (MN) och magnesium (Mg). Till exempel:
- 3003 aluminiumplatta (som innehåller 1,2% MN) har 20% högre atmosfärisk korrosionsbeständighet än ren aluminium;
- 5052 Aluminiumplatta (som innehåller 2,5% mg) kan pågå mer än 50 år i en marin miljö.
3. Miljöanpassningsförmåga
Aluminium har den bästa stabiliteten i en miljö med ett pH av 4-9 och används allmänt i stadskonstruktion, inredning och andra scener.
4. Elektrokemiskt skydd
Oxidationspotentialen för aluminium (-1. 67V) är mycket lägre än för järn (-0. 44V), och den kan användas som en offeranod för att skydda andra metaller.
3. Extreme förhållanden där aluminiumplattor kan korrodera
Även om aluminiumplattor är mycket korrosionsbeständiga krävs fortfarande skyddsåtgärder i följande miljöer:
1. Stark syra/alkalisk miljö
- När pH <4 (såsom industrisyra regn), upplöses aluminiumoxidskiktet, vilket orsakar grop;
- När pH> 9 (såsom alkalisk miljö av betong) genomgår aluminium väteutvecklingsreaktion för att bilda alo₂⁻.
2. Miljö med hög salthalt
Kloridjoner (CL⁻) i den marina atmosfären kommer att penetrera oxidskiktet och orsaka intergranulär korrosion. Till exempel:
- I saltspruttestet visade 6061 aluminiumplattor uppenbar grop efter 500 timmar.
3. Galvanisk korrosion
När du är i direktkontakt med metaller som koppar och stål kommer aluminium som anod att påskynda korrosion. Till exempel:
- Korrosionshastigheten vid aluminium-kopparleden kan ökas med tio gånger.
Iv. Fem sätt att förbättra korrosionsmotståndet hos aluminiumplattor
1. Ytbehandlingsteknik
- Anodisering: genererar en 20-30 μm tjock oxidfilm, som ökar korrosionsmotståndet med 5 gånger;
- Sprutning av fluorkolfärg: Salt spraymotståndstid kan nå mer än 3000 timmar.
2. Optimering av legeringsmodeller
- 5083 Marina aluminiumplattor (som innehåller 4,5% mg) rekommenderas för kustprojekt;
- 1100 Rena aluminiumplattor (renhet 99%) rekommenderas för kemisk utrustning.
3. Isoleringsdesign
När du ansluter till olika metaller använder du nylonpackningar eller gummitätningar för att blockera ström.
4. Regelbundet underhåll
Rena ytföroreningar med ett neutralt tvättmedel (pH 6-8) var sjätte månad.
5. Miljöövervakning
Install ventilation equipment in high temperature (>60℃) or humidity>85% miljö.
V. Jämförelse av korrosionsbeständighet hos aluminiumplatta och andra metaller
| Material|Atmosfärisk korrosionshastighet (μm/år)|Marine Environment Life (år) |
| Lågkolstål|50-100|5-10 |
| 3 0 4 rostfritt stål|0. 5-2|20-30 |
| 5 0 52 Aluminiumplatta|0. 1-0. 5|50+ |
Slutsats
Aluminiumplatta kommer inte att rostas under normala förhållanden, och dess aluminiumoxidskyddsskikt ger utmärkt korrosionsbeständighet. Skyddsåtgärder krävs emellertid fortfarande under extrem syra och alkali, högt salt eller galvaniska kontaktförhållanden. Genom rimligt urval av material (såsom 5-serie/6-serie legeringar), ytbehandling (anodisering) och miljökontroll kan aluminiumplatta tillgodose de långsiktiga användningsbehovet för konstruktion, transport, marinteknik och andra områden.