Korrosie van aluminium en sy legerings. Metodes om aluminium teen korrosie te bestry en te beskerm

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2024-01-02 13:48

Alhoewel aluminium 'n nie-ysterhoudende metaal is en, in vergelyking met gewone staal, relatief duur is, word dit wyd deur die mens gebruik. Hierdie duursame en liggewig materiaal kan in die alledaagse lewe, in konstruksie en in produksie gebruik word. Die chemiese formule van aluminium in die periodieke tabel lyk soos volg: Al.

Is dit geroes

Roes aluminium, soos jy weet, baie stadig. Yster en staal kan ten minste nie in hierdie verband daarmee vergelyk word nie. Die weerstand van aluminium teen korrosie word hoofsaaklik verklaar deur die feit dat, onder normale toestande, 'n dun oksied beskermende film op die oppervlak vorm. As gevolg hiervan word die chemiese aktiwiteit van aluminium skerp verminder.

Faktore wat roesweerstand beïnvloed

Aluminium is bestand teen korrosie, maar in sommige gevalle kan dit steeds redelik vinnig begin afbreek weens oksidasie. Dit gebeur gewoonlik wanneer die film om een of ander rede beskadig is of dit onmoontlik is om dit te vorm.

Alluminium verloor meestal sy eksterne dun beskerming onder die invloed van sureof alkalies. Gewone meganiese skade kan ook die vernietiging van die film veroorsaak.

Tipe korrosie

Na die vernietiging van die film begin Al en sy allooie roes, dit wil sê selfvernietiging, soos baie ander metale. Dit kan aluminium en korrosie blootstel:

1. Chemies. In hierdie geval vind roes plaas in 'n gasagtige omgewing sonder water. In hierdie geval word die oppervlak van die aluminiumproduk eweredig oor die hele area vernietig.
2. Elektrochemies. Korrosie van aluminium vind in hierdie geval in 'n vogtige omgewing plaas.
3. Gas. Hierdie tipe korrosie vind plaas wanneer aluminium in direkte kontak met een of ander chemies aggressiewe gas is.

Die vergelyking vir aluminiumkorrosie (suurstofoksidasie) in lug is soos volg: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Die chemiese formule van die oksied-beskermende film is AL₂O_3.

Allooie

Die mees korrosiebestande verskeidenheid is tegniese aluminium. Dit wil sê, byna suiwer 90% metaal. Ongelukkig is aluminiumlegerings baie meer geneig tot roes. Daar word geglo dat magnesium onsuiwerhede die korrosiebestandheid van hierdie metaal die minste van almal verminder, en koper onsuiwerhede die meeste van almal.

Mg-Al-legerings

Sulke materiale word wyd gebruik in konstruksie-, voedsel- en chemiese industrieë. Hulle word ook baie dikwels in meganiese ingenieurswese gebruik. Daar word geglo dat sulke materiale goed geskik is vir die konstruksie van strukture,blootgestel aan seewater.

In die geval dat magnesium nie meer as 3% in die samestelling van die legering is nie, sal dit byna dieselfde teen-roes eienskappe as tegniese aluminium hê. Magnesium in so 'n legering is in vaste oplossing en in die vorm van Al8Mg5 deeltjies wat eenvormig deur die matriks versprei is.

As die legering meer as 3% van hierdie metaal bevat, begin Al8Mg5-deeltjies uitval, meestal nie binne die korrels nie, maar langs hul grense. En dit het op sy beurt 'n uiters negatiewe uitwerking op die anti-roes eienskappe van die materiaal. Dit wil sê, die produk word baie minder bestand teen roes.

Magnesium- en silikonlegerings

Sulke materiale word die meeste in ingenieurswese en konstruksie gebruik. Mg2Si maak legerings van hierdie verskeidenheid baie sterk. Soms is koper ook 'n komponent van sulke elemente. Dit word ook in die legering ingebring vir verharding. Koper word egter in baie klein hoeveelhede by sulke materiale gevoeg. Andersins kan die korrosie-eienskappe van die aluminiumlegering aansienlik verminder word. Interkristallyne roes in hulle begin reeds met die byvoeging van meer as 0,5% koper.

Die vatbaarheid vir korrosie van sulke materiale kan ook toeneem met 'n ongeregverdigde toename in die hoeveelheid silikon wat by hul samestelling ingesluit is. Hierdie stof word by aluminiumlegerings gevoeg, gewoonlik in sulke verhoudings dat na die vorming van Mg2Si niks oorbly nie. Silikon in sy suiwer vorm bevat slegs sekere materiale van hierdie variëteit.

Korrosie van aluminium ensy sinklegerings

Al roes, soos reeds genoem, stadiger as sy legerings. Dit geld ook vir materiaal van die Al-Zn-groep. Sulke legerings is in groot aanvraag, byvoorbeeld in die vliegtuigbedryf. Sommige variëteite kan koper bevat, ander mag nie. In hierdie geval is die eerste tipe legerings natuurlik meer bestand teen korrosie. In hierdie verband is Al-Zn-materiale vergelykbaar met magnesium-aluminium.

Allooie van hierdie variëteit met die byvoeging van koper toon tekens van 'n mate van onstabiliteit tot roes. Maar terselfdertyd word hulle vernietig as gevolg van korrosie, hulle is steeds stadiger as dié wat gemaak word met magnesium en Cu.

Basiese maniere om roes te hanteer

Natuurlik kan die korrosietempo van aluminium en sy legerings ook kunsmatig verminder word. Daar is net 'n paar maniere om sulke materiale teen roes te beskerm.

Dit is byvoorbeeld moontlik om die kontak van hierdie metaal en sy legerings met die omgewing uit te sluit deur verfwerkmateriaal te verf. Ook word 'n elektrochemiese metode dikwels gebruik om aluminium teen roes te beskerm. In hierdie geval word die materiaal bykomend bedek met 'n laag meer aktiewe metaal.

Nog 'n manier om Al teen roes te beskerm, is hoëspanning-oksidasie. 'n Poederbedekkingstegniek kan ook gebruik word om korrosie van aluminium te voorkom. Word gebruik om dit natuurlik te beskerm en roes-inhibeerders.

Hoe oksidasie gedoen word

Deur hierdie tegniek te gebruik, word aluminium en sy legerings dikwels teen korrosie beskerm. Voer uitoksidasie onder 'n spanning van 250 V. Deur hierdie tegniek te gebruik, word 'n sterk oksiedfilm op die oppervlak van 'n metaal of sy legering gevorm.

Invloed op die materiaal deur stroom in hierdie geval word uitgevoer met behulp van waterverkoeling. By lae temperature, as gevolg van spanning, word 'n film op die oppervlak van aluminium baie sterk en dig gevorm. As die prosedure by hoë temperature uitgevoer word, blyk dit taamlik los te wees. Aluminium wat in so 'n omgewing verwerk word, benodig bykomende beskerming teen kontak met lug (verf).

Wanneer hierdie tegnologie gebruik word, word die produk eers ontvet in 'n oplossing van oksaalsuur. Die aluminium of legering word dan in alkali gedoop. Vervolgens word die metaal deur stroom beïnvloed. Op die finale stadium, indien die oksidasie by 'n voldoende hoë temperatuur uitgevoer is, word die materiaal bykomend gekleur deur onderdompeling in soutoplossings, en dan met stoom behandel.

Gebruik LMB

Hierdie metode, soos oksidasie, word gebruik om aluminium gereeld teen roes te beskerm. Sulke materiaal kan geverf word volgens droë, nat of poeiermetode. In die eerste geval word aluminium eers behandel met 'n samestelling wat sink en strontium bevat. Verder word die LKM self op die metaal aangebring

Wanneer die poeiermetode gebruik word, word die werkoppervlak vooraf ontvet deur onderdompeling in alkaliese of suur oplossings. Verder word chromaat-, sirkonium-, fosfaat- of titaanverbindings op die produk toegedien.

Gebruikisolators

Baie dikwels word ander metale stimulante vir die aanvang van korrosieprosesse in aluminium en sy legerings. Dit gebeur gewoonlik met direkte kontak van produkte of hul dele. Om te verhoed dat aluminium roes, word spesiale isolators in hierdie geval gebruik. Sulke pakkings kan gemaak word van rubber, paroniet, bitumen. Ook in hierdie geval kan vernis en verf gebruik word. Nog 'n manier om aluminium teen korrosie in kontak met ander materiale te beskerm, is om sy oppervlak met kadmium te bedek.

Dit is veral belangrik om te verseker dat aluminiumonderdele in verskeie meganismes en samestellings geïsoleer is teen direkte kontak met koper. Daar word ook geglo dat nie net dele wat van Al gemaak is, beskerm moet word teen kontak met ander metale nie. Wat korrosiebestandheid betref, is yster baie minderwaardig as aluminium, soos byvoorbeeld staal. Daarom word sulke metale en sommige ander dikwels op 'n spesiale manier beskerm. Die materiale word eenvoudig met 'n beskermende aluminiumlaag bedek. Sulke produkte moet natuurlik ook beskerm word teen kontak met koper of ander metale.