Zakaj aluminij ne rjavi? – Znanost za njegovo odpornostjo proti koroziji

Skupna ugotovitev in temeljno vprašanje

Vidimo ga povsod. Stara jeklena veriga, ki jo pustimo na vrtu, postane luskasta, rdečkasto rjava zmešnjava. medtem, aluminijasto lestev, več let izpostavljeni istim elementom, morda izgleda nekoliko dolgočasno, vendar se nikoli ne razvije tako uničujoče, drobljiva rja. To vodi do temeljnega vprašanja, ki si ga zastavlja veliko ljudi: Zakaj aluminij ne rjavi?

Odgovor je hkrati preprost in fascinanten. Leži v edinstveni kemični lastnosti, ki omogoča aluminiju, da ustvari svojo popolnost, zaščitni ščit.

Da bi to resnično razumeli, najprej moramo razjasniti, kaj pravzaprav je "rja"..

Kratek odgovor je ta: tehnično, aluminij ne more rjaveti, ker rja je, po definiciji, železov oksid.

Vendar, aluminij res reagira s kisikom v procesu, imenovanem oksidacija, vendar je rezultat te reakcije tisto, kar naredi razliko.

Zakaj aluminij ne rjavi?

Skrivnost: Vgrajen oklep

Ko vidiš rjo na jeklu, vidite destruktivni proces. Železo reagira s kisikom in vlago, da nastane hidrirano železo(III) oksid.

Ta rdečkasto rjava snov je kosmičasta, porozen, in šibka. Odlepi se, izpostavljanje svežega železa pod njim, da se nadaljuje cikel razpadanja, dokler kovina ne izgine.

Aluminij, na drugi strani, igra po popolnoma drugačnih pravilih.

Ko je gola aluminij je izpostavljen kisiku v zraku, tudi oksidira, in to skoraj v trenutku. Toda namesto oblikovanja destruktivnega, luskasta prevleka, ustvarja neverjetno tanko, težko, in prozorno plast aluminijev oksid (Al₂O3).

Predstavljajte si to plast aluminijevega oksida kot popolno, samozdravilni oklep.

• Je izjemno trd in vzdržljiv: Ta plast je trda, gosto, in močno vezan na aluminij pod njim. Za razliko od šibkih kosmičev rje, se ne odkruši ali odlepi zlahka.
• Je neporozen: Plast aluminijevega oksida je neprekinjena, zatesnjena površina. Preprečuje kisik, vodo, in drugi korozivni elementi ne dosežejo čistega aluminija pod njim. Učinkovito pasivizira kovino, ustavi proces oksidacije v svojih tirih.
• To je samozdravljenje: To je morda njegova najbolj izjemna lastnost. Če opraskate kos aluminija, na novo izpostavljena gola kovina bo takoj reagirala s kisikom in preoblikovala to zaščitno oksidno plast. Zato ostane aluminij zaščiten tudi po površinskih poškodbah.

torej, med oksidacijo jekla (rja) je proces nenehnega propadanja, oksidacija aluminija je proces takojšnje samoohranitve.

Aluminij vs. Jeklo: Zgodba o dveh oksidih

Da bi resnično dojeli razliko, neposredna primerjava poudari, zakaj ena kovina propade, medtem ko druga uspeva v prisotnosti kisika.

Ali lahko aluminij kdaj korodira?

Medtem ko aluminij ne rjavi, ni popolnoma odporen na vse oblike korozije. Razumevanje teh posebnih scenarijev dokazuje globlje poznavanje obnašanja materiala.

V določenih agresivnih okoljih, njegov zaščitni ščit je lahko ogrožen.

Najpogostejša vrsta korozije, na katero morate biti pozorni, je galvanska korozija.

To se zgodi, ko aluminij pride v neposreden stik z bolj plemenitim (manj reaktiven) kovina, kot baker oz nerjavno jeklo, v prisotnosti elektrolita, kot je slana voda.

V tej situaciji, aluminij deluje kot žrtvena anoda in korodira s pospešeno hitrostjo, da zaščiti drugo kovino.

Zato morate v pomorskih in zunanjih aluminijastih strukturah uporabljati združljive pritrdilne elemente in komponente.

Nadalje, zelo močne kisline ali alkalije (s pH zunaj 4-9 obseg) lahko kemično raztopi zaščitno oksidno plast, kar omogoča napad na spodnji aluminij.

Vendar, za večino vsakodnevnih aplikacij, to ni skrb.

Zaključek

torej, ko boste naslednjič videli sijoč aluminijast okenski okvir ali trden aluminijast trup čolna, ki se upira vremenskim vplivom, spoznali boste njegovo skrivnost.

Ne gre za to, da je aluminij len ali nereaktiven. pravzaprav, je tako neverjetno reaktiven, da se takoj reši.

Aluminij ne rjavi ker zajema oksidacijo, z njim zgraditi neprebojno, samopopravljivi ščit.

Jeklo, v nasprotju, postane žrtev lastne oksidacije, razpada plast za plastjo.

Ta temeljna razlika je razlog, zakaj je aluminij postal nepogrešljiv material za industrije, ki segajo od vesoljske industrije in transporta do gradbeništva in kuhinjske posode., obetavno vzdržljivost in dolgo, življenje brez rje.