Ăn mòn nhôm và các hợp kim của nó. Phương pháp chống và bảo vệ nhôm khỏi bị ăn mòn
Ăn mòn nhôm và các hợp kim của nó. Phương pháp chống và bảo vệ nhôm khỏi bị ăn mòn

Video: Ăn mòn nhôm và các hợp kim của nó. Phương pháp chống và bảo vệ nhôm khỏi bị ăn mòn

Video: Ăn mòn nhôm và các hợp kim của nó. Phương pháp chống và bảo vệ nhôm khỏi bị ăn mòn
Video: Mặt Trái Của "Năng Lượng Sạch" 2024, Có thể
Anonim

Mặc dù nhôm là kim loại màu và so với thép thông thường, tương đối đắt tiền, nhưng nó được con người sử dụng rộng rãi. Vật liệu bền và nhẹ này có thể được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, trong xây dựng và sản xuất. Công thức hóa học của nhôm trong bảng tuần hoàn có dạng như sau: Al.

Có bị ăn mòn không

Nhôm rỉ sét, như bạn biết, rất chậm. Ít nhất, sắt và thép không thể so sánh với nó về mặt này. Khả năng chống ăn mòn của nhôm được giải thích chủ yếu là ở điều kiện bình thường, một lớp màng bảo vệ oxit mỏng hình thành trên bề mặt của nó. Kết quả là, hoạt tính hóa học của nhôm bị giảm mạnh.

Màng oxit trên nhôm
Màng oxit trên nhôm

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống rỉ sét

Nhôm có khả năng chống ăn mòn, nhưng trong một số trường hợp, nó vẫn có thể bắt đầu bị hỏng khá nhanh do quá trình oxy hóa. Điều này thường xảy ra khi phim bị hỏng vì một lý do nào đó hoặc không thể tạo hình được.

Thông thường, nhôm mất đi lớp bảo vệ mỏng bên ngoài dưới tác động của axithoặc chất kiềm. Những hư hỏng cơ học thông thường cũng có thể gây ra sự phá hủy phim.

Các loại ăn mòn

Sau khi phim bị phá hủy, Al và các hợp kim của nó bắt đầu bị gỉ, tức là tự hủy, giống như nhiều kim loại khác. Điều này có thể làm lộ nhôm và ăn mòn:

  1. Hóa chất. Trong trường hợp này, hiện tượng gỉ xảy ra trong môi trường khí không có nước. Trong trường hợp này, bề mặt của sản phẩm nhôm bị phá hủy đồng đều trên toàn bộ khu vực.
  2. Điện hóa. Ăn mòn nhôm trong trường hợp này xảy ra trong môi trường ẩm ướt.
  3. Khí. Loại ăn mòn này xảy ra khi nhôm tiếp xúc trực tiếp với một số khí mạnh về mặt hóa học.
Hóa chất rỉ nhôm
Hóa chất rỉ nhôm

Phương trình ăn mòn nhôm (oxy hóa oxy) trong không khí như sau: 4AI + 3O2=2AL2O 3.

Công thức hóa học của màng bảo vệ oxit là AL2O3.

Hợp kim

Loại chống ăn mòn tốt nhất là nhôm kỹ thuật. Đó là, 90% kim loại gần như nguyên chất. Thật không may, hợp kim nhôm dễ bị rỉ hơn nhiều. Người ta tin rằng tạp chất magiê làm giảm ít nhất khả năng chống ăn mòn của kim loại này và hơn hết là tạp chất đồng.

Hợp kim Mg-Al

Những vật liệu như vậy được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng, thực phẩm và hóa chất. Chúng cũng rất thường được sử dụng trong kỹ thuật cơ khí. Người ta tin rằng những vật liệu như vậy rất thích hợp cho việc xây dựng các cấu trúc,tiếp xúc với nước biển.

Trong trường hợp magiê không quá 3% trong thành phần của hợp kim, nó sẽ có đặc tính chống ăn mòn gần như tương tự như nhôm kỹ thuật. Magiê trong một hợp kim như vậy ở dạng dung dịch rắn và ở dạng các hạt Al8Mg5 phân bố đồng đều khắp ma trận.

Rỉ các sản phẩm nhôm
Rỉ các sản phẩm nhôm

Nếu hợp kim chứa hơn 3% kim loại này, phần lớn các hạt Al8Mg5 bắt đầu rơi ra ngoài, không phải bên trong các hạt mà dọc theo ranh giới của chúng. Và điều này, lại có ảnh hưởng cực kỳ tiêu cực đến tính chất chống ăn mòn của vật liệu. Tức là, sản phẩm có khả năng chống gỉ kém hơn rất nhiều.

Hợp kim magiê và silicon

Những vật liệu như vậy thường được sử dụng nhiều nhất trong kỹ thuật và xây dựng. Mg2Si làm cho các hợp kim của giống này rất bền. Đôi khi đồng cũng là một thành phần của các nguyên tố như vậy. Nó cũng được đưa vào hợp kim để làm cứng. Tuy nhiên, đồng được thêm vào các vật liệu như vậy với số lượng rất nhỏ. Nếu không, các đặc tính chống ăn mòn của hợp kim nhôm có thể bị giảm đáng kể. Quá trình gỉ liên tinh thể trong chúng bắt đầu bằng việc bổ sung hơn 0,5% đồng.

Ngoài ra, tính dễ bị ăn mòn của các vật liệu như vậy có thể tăng lên khi lượng silicon có trong thành phần của chúng tăng lên một cách vô cớ. Chất này được thêm vào hợp kim nhôm, thường theo tỷ lệ sao cho sau khi tạo thành Mg2Si không còn lại gì. Silicon ở dạng nguyên chất chỉ chứa một số vật liệu thuộc loại này.

hợp kim nhôm
hợp kim nhôm

Ăn mòn nhôm vàhợp kim kẽm của nó

Al gỉ, như đã đề cập, chậm hơn các hợp kim của nó. Điều này cũng áp dụng cho các vật liệu thuộc nhóm Al-Zn. Những hợp kim như vậy đang có nhu cầu lớn, ví dụ, trong ngành công nghiệp máy bay. Một số giống có thể chứa đồng, những loại khác có thể không. Trong trường hợp này, loại hợp kim đầu tiên, tất nhiên, có khả năng chống ăn mòn cao hơn. Về mặt này, vật liệu Al-Zn có thể so sánh với magie-nhôm.

Hợp kim của loại này với việc bổ sung đồng có dấu hiệu không ổn định đến rỉ sét. Nhưng đồng thời, chúng bị phá hủy do ăn mòn, chúng vẫn chậm hơn so với những loại được làm bằng magie và Cu.

Sản phẩm hợp kim Al-Zn
Sản phẩm hợp kim Al-Zn

Cách xử lý rỉ sét cơ bản

Tất nhiên, tốc độ ăn mòn của nhôm và các hợp kim của nó cũng có thể được giảm xuống một cách giả tạo. Chỉ có một số cách để bảo vệ những vật liệu như vậy khỏi bị gỉ.

Ví dụ, có thể loại trừ sự tiếp xúc của kim loại này và các hợp kim của nó với môi trường bằng cách sơn các vật liệu sơn. Ngoài ra, một phương pháp điện hóa thường được sử dụng để bảo vệ nhôm khỏi bị gỉ. Trong trường hợp này, vật liệu được phủ thêm một lớp kim loại hoạt tính hơn.

Một cách khác để bảo vệ Al khỏi bị gỉ là quá trình oxy hóa bằng điện áp cao. Kỹ thuật sơn tĩnh điện cũng có thể được sử dụng để ngăn chặn sự ăn mòn của nhôm. Tất nhiên, được sử dụng để bảo vệ nó và chống gỉ.

Quá trình oxy hóa được thực hiện như thế nào

Sử dụng kỹ thuật này, nhôm và các hợp kim của nó thường được bảo vệ khỏi bị ăn mòn. Trình diễnoxy hóa dưới hiệu điện thế 250 V. Sử dụng kỹ thuật này, một màng oxit mạnh được hình thành trên bề mặt của kim loại hoặc hợp kim của nó.

Ảnh hưởng đến vật liệu bằng dòng điện trong trường hợp này được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp làm mát bằng nước. Ở nhiệt độ thấp, do ứng suất, một lớp màng trên bề mặt nhôm được hình thành rất mạnh và dày đặc. Nếu quy trình được thực hiện ở nhiệt độ cao, nó sẽ trở nên khá lỏng lẻo. Nhôm được xử lý trong môi trường như vậy cần được bảo vệ bổ sung khỏi tiếp xúc với không khí (sơn).

Phá hủy các bộ phận bằng nhôm
Phá hủy các bộ phận bằng nhôm

Khi sử dụng công nghệ này, sản phẩm đầu tiên được tẩy dầu mỡ trong dung dịch axit oxalic. Nhôm hoặc hợp kim sau đó được nhúng vào kiềm. Tiếp theo, kim loại bị ảnh hưởng bởi dòng điện. Ở giai đoạn cuối cùng, nếu quá trình oxy hóa được thực hiện ở nhiệt độ đủ cao, vật liệu sẽ được nhuộm thêm bằng cách ngâm trong dung dịch muối, và sau đó được xử lý bằng hơi nước.

Sử dụng LMB

Phương pháp này, giống như quá trình oxy hóa, được sử dụng để bảo vệ nhôm khỏi bị gỉ khá thường xuyên. Vật liệu này có thể được sơn bằng phương pháp khô, ướt hoặc bột. Trong trường hợp đầu tiên, trước tiên, nhôm được xử lý bằng chế phẩm có chứa kẽm và stronti. Hơn nữa, bản thân LKM được áp dụng cho kim loại.

Khi sử dụng phương pháp bột, bề mặt làm việc được tẩy dầu mỡ trước bằng cách ngâm trong dung dịch kiềm hoặc axit. Hơn nữa, các hợp chất cromat, zirconi, photphat hoặc titan được áp dụng cho sản phẩm.

Sử dụngchất cách điện

Rất thường xuyên, các kim loại khác trở thành chất kích thích bắt đầu quá trình ăn mòn trong nhôm và các hợp kim của nó. Điều này thường xảy ra khi tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm hoặc các bộ phận của chúng. Để ngăn nhôm không bị gỉ, người ta sử dụng chất cách điện đặc biệt trong trường hợp này. Các miếng đệm như vậy có thể được làm từ cao su, paronit, bitum. Cũng trong trường hợp này, vecni và sơn có thể được sử dụng. Một cách khác để bảo vệ nhôm khỏi bị ăn mòn khi tiếp xúc với các vật liệu khác là phủ cadmium lên bề mặt của nó.

Ăn mòn khi tiếp xúc với đồng
Ăn mòn khi tiếp xúc với đồng

Điều đặc biệt quan trọng là phải đảm bảo rằng các bộ phận bằng nhôm trong các cơ cấu và cụm lắp ráp khác nhau được cách nhiệt khỏi tiếp xúc trực tiếp với đồng. Người ta cũng tin rằng không chỉ các bộ phận làm bằng Al cần được bảo vệ khỏi tiếp xúc với các kim loại khác. Về khả năng chống ăn mòn, sắt kém hơn nhiều so với nhôm, chẳng hạn như thép. Do đó, những kim loại như vậy và một số kim loại khác thường được bảo vệ theo một cách đặc biệt. Các vật liệu đơn giản được bao phủ bởi một lớp nhôm bảo vệ. Tất nhiên, các sản phẩm như vậy cũng phải được bảo vệ khỏi tiếp xúc với đồng hoặc các kim loại khác.

Đề xuất: