Korrosion af aluminium og dets legeringer. Metoder til bekæmpelse og beskyttelse af aluminium mod korrosion

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 13:52

Selvom aluminium er et ikke-jernholdigt metal, og sammenlignet med almindeligt stål er det relativt dyrt, er det meget brugt af mennesker. Dette holdbare og lette materiale kan bruges i hverdagen, i byggeriet og i produktionen. Den kemiske formel for aluminium i det periodiske system ser således ud: Al.

Er det tæret

Ruster aluminium, som du ved, meget langsomt. I det mindste kan jern og stål ikke sammenlignes med det i denne henseende. Aluminiums modstandsdygtighed over for korrosion forklares primært af det faktum, at der under normale forhold dannes en tynd oxidbeskyttelsesfilm på overfladen. Som et resultat er den kemiske aktivitet af aluminium kraftigt reduceret.

Faktorer, der påvirker rustmodstand

Aluminium er modstandsdygtigt over for korrosion, men i nogle tilfælde kan det stadig begynde at nedbrydes ret hurtigt på grund af oxidation. Dette sker norm alt, når filmen er beskadiget af en eller anden grund, eller det er umuligt at danne den.

Oftest mister aluminium sin ydre tynde beskyttelse under påvirkning af syrereller alkalier. Almindelig mekanisk skade kan også forårsage ødelæggelse af filmen.

Typer af korrosion

Efter ødelæggelsen af filmen begynder Al og dens legeringer at ruste, det vil sige selvdestruktion, ligesom mange andre metaller. Dette kan afsløre aluminium og korrosion:

1. Kemisk. I dette tilfælde opstår rustning i et gasformigt miljø uden vand. I dette tilfælde ødelægges overfladen af aluminiumsproduktet jævnt over hele området.
2. Elektrokemisk. Korrosion af aluminium i dette tilfælde forekommer i et fugtigt miljø.
3. Gas. Denne type korrosion opstår, når aluminium er i direkte kontakt med en kemisk aggressiv gas.

Ligningen for aluminiumskorrosion (iltoxidation) i luft er som følger: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Den kemiske formel for oxidbeskyttelsesfilmen er AL₂O_3.

legeringer

Den mest korrosionsbestandige variant er teknisk aluminium. Det vil sige næsten rent 90% metal. Aluminiumslegeringer er desværre meget mere tilbøjelige til at ruste. Det menes, at magnesiumurenheder reducerer korrosionsbestandigheden af dette metal mindst af alle, og kobberurenheder mest af alt.

Mg-Al-legeringer

Sådanne materialer er meget udbredt i bygge-, fødevare- og kemiske industrier. De bruges også meget ofte i maskinteknik. Det menes, at sådanne materialer er velegnede til konstruktion af strukturer,udsat for havvand.

I tilfælde af, at magnesium ikke er mere end 3 % i sammensætningen af legeringen, vil det have næsten samme anti-korrosionsegenskaber som teknisk aluminium. Magnesium i en sådan legering er i fast opløsning og i form af Al8Mg5-partikler ensartet fordelt gennem matrixen.

Hvis legeringen indeholder mere end 3 % af dette metal, begynder Al8Mg5-partikler at falde ud, for det meste, ikke inde i kornene, men langs deres grænser. Og dette har til gengæld en ekstrem negativ effekt på materialets anti-korrosionsegenskaber. Det vil sige, at produktet bliver meget mindre modstandsdygtigt over for rust.

Magnesium og siliciumlegeringer

Sådanne materialer bruges oftest i teknik og konstruktion. Mg2Si gør legeringer af denne sort meget stærke. Nogle gange er kobber også en komponent af sådanne elementer. Det indføres også i legeringen til hærdning. Imidlertid tilsættes kobber til sådanne materialer i meget små mængder. Ellers kan aluminiumslegeringens anti-korrosionsegenskaber blive stærkt reduceret. Interkrystallinsk rustning i dem begynder allerede med tilsætning af mere end 0,5 % kobber.

Også kan sådanne materialers modtagelighed for korrosion øges med en uberettiget stigning i mængden af silicium, der indgår i deres sammensætning. Dette stof tilsættes til aluminiumlegeringer, norm alt i sådanne proportioner, at der ikke er noget tilbage efter dannelsen af Mg2Si. Silicium i sin rene form indeholder kun nogle materialer af denne sort.

Korrosion af aluminium ogdens zinklegeringer

Al ruster, som allerede nævnt, langsommere end dets legeringer. Dette gælder også materialer fra Al-Zn-gruppen. Sådanne legeringer er meget efterspurgte, for eksempel i flyindustrien. Nogle sorter kan indeholde kobber, andre kan ikke. I dette tilfælde er den første type legeringer selvfølgelig mere modstandsdygtig over for korrosion. I denne henseende er Al-Zn-materialer sammenlignelige med magnesium-aluminium.

Legeringer af denne sort med tilsætning af kobber viser tegn på en vis ustabilitet over for rust. Men samtidig ødelægges de på grund af korrosion, de er stadig langsommere end dem, der er lavet med magnesium og Cu.

Grundlæggende måder at håndtere rust på

Selvfølgelig kan korrosionshastigheden af aluminium og dets legeringer også reduceres kunstigt. Der er kun få måder at beskytte sådanne materialer mod rust.

For eksempel er det muligt at udelukke kontakten mellem dette metal og dets legeringer med miljøet ved at male lakmaterialer. Også en elektrokemisk metode bruges ofte til at beskytte aluminium mod rust. I dette tilfælde er materialet desuden dækket med et lag af mere aktivt metal.

En anden måde at beskytte Al mod rust er højspændingsoxidation. En pulverlakeringsteknik kan også bruges til at forhindre korrosion af aluminium. Bruges til at beskytte den, selvfølgelig, og rusthæmmere.

Hvordan oxidation udføres

Ved brug af denne teknik er aluminium og dets legeringer ofte beskyttet mod korrosion. Udføreoxidation under en spænding på 250 V. Ved hjælp af denne teknik dannes en stærk oxidfilm på overfladen af et metal eller dets legering.

Påvirkning af materialet ved strøm i dette tilfælde udføres ved hjælp af vandkøling. Ved lave temperaturer, på grund af stress, dannes en film på overfladen af aluminium meget stærk og tæt. Hvis proceduren udføres ved høje temperaturer, viser den sig at være ret løs. Aluminium behandlet i et sådant miljø har brug for yderligere beskyttelse mod kontakt med luft (maling).

Ved brug af denne teknologi affedtes produktet først i en opløsning af oxalsyre. Aluminiumet eller legeringen dyppes derefter i alkali. Dernæst påvirkes metallet af strøm. På det sidste trin, hvis oxidationen blev udført ved en tilstrækkelig høj temperatur, farves materialet yderligere ved nedsænkning i s altopløsninger og behandles derefter med damp.

Using LMB

Denne metode, ligesom oxidation, bruges til at beskytte aluminium mod rust ret ofte. Sådant materiale kan males ved tør-, våd- eller pulvermetode. I det første tilfælde behandles aluminium først med en sammensætning, der indeholder zink og strontium. Yderligere påføres selve LKM'en på metallet

Ved brug af pulvermetoden affedtes arbejdsoverfladen ved nedsænkning i alkaliske eller sure opløsninger. Yderligere påføres chromat-, zirconium-, phosphat- eller titaniumforbindelser på produktet.

Brugisolatorer

Meget ofte bliver andre metaller stimulerende for begyndelsen af korrosionsprocesser i aluminium og dets legeringer. Dette sker norm alt ved direkte kontakt mellem produkter eller deres dele. For at forhindre aluminium i at ruste, bruges specielle isolatorer i dette tilfælde. Sådanne pakninger kan være lavet af gummi, paronit, bitumen. Også i dette tilfælde kan lak og maling bruges. En anden måde at beskytte aluminium mod korrosion i kontakt med andre materialer er at belægge dets overflade med cadmium.

Det er især vigtigt at sikre, at aluminiumsdele i forskellige mekanismer og samlinger er isoleret fra direkte kontakt med kobber. Det menes også, at ikke kun dele lavet af Al skal beskyttes mod kontakt med andre metaller. Med hensyn til korrosionsbestandighed er jern meget ringere end aluminium, som f.eks. stål. Derfor er sådanne metaller og nogle andre ofte beskyttet på en særlig måde. Materialerne er blot dækket af et beskyttende aluminiumslag. Naturligvis skal sådanne produkter også beskyttes mod kontakt med kobber eller andre metaller.