Естественият оксиден филм
Когато алуминият е изложен на въздух, повърхността му реагира с кислорода почти моментално, за да образува тънък слой от алуминиев оксид, Al2O3, обикновено с дебелина от 2 до 10 нанометра. За разлика от люспестата ръжда, която се образува върху желязо и стомана, този оксиден филм е плътен, прилепнал и химически стабилен. Той предпазва метала отдолу от по-нататъшен контакт с влага и кислород, така че корозионната реакция ефективно спира, след като филмът се образува. Ако повърхността е надраскана, откритият алуминий реагира отново с кислорода и филмът се възстановява, поради което алуминиевите компоненти могат да оцелеят десетилетия на открито без боядисване.
Анодиране и повърхностни обработки
Промишлените алуминиеви продукти често се нуждаят от по-дебел защитен слой от естествения филм. Анодирането разраства оксидния слой електрохимично до контролирана дебелина от около 10 до 25 микрометра, а стъпката на запечатване подобрява хидрофобността и стабилността на слоя. Анодизираният алуминий се използва за архитектурни профили, рамки за прозорци, електроника и морски хардуер, където по-твърдата повърхност също е устойчива на абразия. В крайбрежни среди или среди с висока -влажност, нано-хидрофобни покрития могат да бъдат нанесени върху оксида, за да се намали адхезията на соли и замърсители, като допълнително се удължи експлоатационният живот. Тези обработки не променят здравината на метала, но значително подобряват неговата устойчивост на повърхностна атака.
Корозия на алуминий срещу стомана
Разликата от стоманата е драстична на практика. При 3% тест за потапяне в солена вода стоманените конструкции обикновено показват петна от ръжда в рамките на около седмица, докато алуминиевите повърхности показват само спорадични петна от окисление след месец. Корозията на стоманата също прогресира непрекъснато, след като започне, докато корозията на алуминия има тенденция да спре, когато оксидният слой блокира атаката. Поддръжката следва същия модел: стоманените конструкции се нуждаят от периодично третиране срещу ръжда, като поцинковане или боядисване с флуоровъглерод на всеки 5 до 10 години, докато алуминиевите конструкции могат да останат без поддръжка-за целия си експлоатационен живот в повечето среди.
Производителност в реални приложения
Корозионната устойчивост на алуминия се използва в някои от най-взискателните условия. Във фотоволтаиците рамките от алуминиева сплав са стандартни за слънчевите модули, тъй като техният експлоатационен живот от 30 до 50 години надвишава експлоатационния живот на самите клетки, а рамките са силно рециклируеми в края на живота си. В архитектурата алуминиевите слънчеви бани и фасади във влажен климат обикновено служат повече от 30 години без структурна корозия, докато стоманените еквиваленти могат да страдат от скрита вътрешна корозия, която създава опасения за безопасността. В морска среда сплавите от серия 5xxx са избрани специално, защото тяхното оксидно поведение ги запазва непокътнати в солен спрей.
Когато алуминият все още може да корозира
Важно е да се отбележи, че алуминият не е имунизиран срещу корозия при всяко състояние. Силните киселини и основи могат да атакуват оксидния филм и метала под него, а контактът с определени метали в присъствието на електролит може да причини галванична корозия на кръстовището. Дизайнерите избягват тези ситуации, като избират подходящи сплави, нанасят защитни покрития и разделят разнородните метали. В рамките на предвидения обхват на експлоатация обаче самозащитният-слой от оксид на алуминия е причината той да не ръждясва като стоманата.
ЧЗВ
В: Защо алуминият образува оксиден филм, а стоманата не?
Железният оксид е порест, хлабаво свързан и се отлепва, излагайки пресен метал, за да продължи да корозира. Алуминиевият оксид е плътен, плътно свързан и приляга към повърхността, запечатвайки метала отдолу, така че реакцията да не може да продължи.
В: Анодизираният алуминий по-добър ли е от чистия алуминий за външна употреба?
да Анодирането удебелява естествения оксиден слой от няколко нанометра до 10 до 25 микрометра, осигурявайки много по-добра защита срещу атмосферни влияния, UV излагане и абразия, поради което архитектурният алуминий обикновено е анодизиран или покрит.
В: Може ли алуминият да корозира в морска вода?
Необработеният алуминий може да се хвърли в морска вода, но морските-клас 5xxx сплави като 5052 и 5083 са специално формулирани, за да устоят на въздействието на солена вода. С подходящ подбор на сплав и довършителни работи, алуминиевите компоненти за лодки и офшорни съоръжения осигуряват дълга експлоатация.
Въпрос: Колко време издържа алуминият на открито без боядисване?
При обикновени атмосферни условия алуминиевите конструкции обикновено издържат 30 или повече години без боядисване, тъй като само-възстановяващият се оксиден филм осигурява непрекъсната защита. Суровите крайбрежни или индустриални атмосфери могат да се възползват от анодизиране или покритие.
В: Влияе ли оксидният филм на заваряването или довършването?
Оксидният слой се топи при много по-висока температура от самия алуминий, така че трябва да се отстрани преди заваряване и умишлено се оголва и възстановява по време на анодизиране или преходно покритие. Стандартните практики за подготовка на повърхността се справят лесно с това.