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关于铝腐蚀的5件事,你知道吗?

发布日期:2022-01-20    浏览量:6444次

自1827年被发现以来,铝已成为多个行业的重要原材料。它的物理和化学特性、优异的可加工性,以及使用寿命超过大多数其他已知金属,使其成为了理想的建筑材料。关于铝的腐蚀试验也是非常多的。

是什么让铝成为了理想材料?

铝是地球上储量最丰富的金属之一,大约有8%的地壳含有铝。这种金属也是100%可回收的,可以无限回收而不会显著降低质量。

铝是一种轻金属,相当于钢的三分之一,这使其在汽车和航空航天工业中备受推崇。铝的韧性(材料抗变形能力的衡量标准)也与钢非常相似,因此非常适合建造耐用、轻质的部件和结构。此外,铝不需要太多的维护,在适当的环境条件下通常可以使用数年。这些理想的特性恰好可以和其他材料优势互补,将其与其他金属很好地混合,可以形成更坚固、耐用的金属合金。

关于铝腐蚀的5件事,尽管被认为是一种高度耐用的材料,但铝也有其局限性。下面让我们来了解一些有关铝腐蚀的重要事实。

1、铝天然耐腐蚀

铝的耐腐蚀性是其广受欢迎的主要原因。它属于硼族元素,因此在正常条件下会迅速氧化而变得高度惰性。

铝以其纯天然的形式存在时具有很强的反应性。然而,只要它暴露于空气中,表面与氧气迅速反应就会形成氧化铝(Al2O3)的氧化物层。该氧化层可保护下面的铝免受进一步反应,并有助于保持其耐用性。这部分氧化层非常薄(约2.5nm),可以通过刮擦去除。然而,暴露的金属很快又会与大气发生反应,保护能力马上又恢复了!

腐蚀试验

2、铝在某些条件下会快速腐蚀

铝是许多场合条件下的完美选择,其表面的氧化层在4.0~8.5的pH范围内不受影响。此外,铝的氧化还可以自我修复,这使得铝结构即使在短时间内暴露在恶劣环境中也能继续发挥作用。

但是,在某些情况下,如果不进行处理,铝很容易受到腐蚀。这些情况包括:

极端酸性/碱性条件(pH值低于4和高于9)

持续暴露在潮湿环境中

不通风和封闭的室内空间

海洋环境

支持电偶腐蚀的条件

3、铝在动态环境中的耐用性最好

铝在动态环境中的耐用性是无与伦比的。许多材料被认为是耐腐蚀的,然而它们只能在严格的条件下保持稳定。而铝的独特之处在于,只要氧化层有足够的时间自我修复,铝就几乎没有环境限制。

例如,户外铝制棚即使暴露在雨、雪或高温下,也能全年完美运行。只要有时间干燥并进行自我修复,铝制棚架组件会基本不受影响。

但是,如果将同一结构保持在封闭且不通风的环境中,或始终暴露在潮湿环境中,则很可能会发生腐蚀。

4、混凝土可能对铝造成损害

虽然铝是窗框和门的理想材料,但它与混凝土不能很好地“相处”。因为湿混凝土中的碱性化合物,尤其是还有钢钉和铆钉的存在,会与铝反应引发腐蚀。

在建筑框架中,铝表面通常用惰性涂层处理,以防止混凝土与金属发生反应。广泛推荐使用沥青漆来涂覆铝构件。使用不含可溶性氯化物的混凝土混合物也有助于减少铝的腐蚀。

5、电偶腐蚀和点蚀是铝表面最常见的腐蚀类型

在铝的腐蚀劣化方面,电偶腐蚀和点蚀是最大的罪魁祸首。

当两种不同的金属在电解质存在的情况下发生反应时,就会发生电偶腐蚀。在这种情况下,惰性更强的金属(即反应性较低的金属)会以牺牲另一种金属为代价得到保护。对于铝,导致电偶腐蚀的常见金属是铜、锌和镀锌钢。

钢制紧固件和铆钉通常被用于大多数的铝制框架。这些零件在干燥条件下是无害的,但在有电解质的情况下,会使铝框架发生分解。为了防止这种情况,建筑铝一般会进行涂漆处理,并与镁或硅混合,这些元素提高了其耐腐蚀性,并使框架结构适合在潮湿条件下使用。尤其是镁,经常被用于船用级铝板中,因为它可以显著降低电偶腐蚀发生的几率。

另一种可能的腐蚀类型是发生在铝表面的点蚀。出现点蚀的主要原因是环境中存在的含不同盐分的湿气。哪怕铝不与任何其他材料直接接触时,也可能在自然环境中发生点蚀。一般来说,轻度点蚀虽然只影响到很小的表面区域,但如果不进行处理任其发展,金属的结构完整性可能会受到进一步的严重损害。

写在最后

对于耐腐蚀材料,铝并不是唯一的选择。然而,很少有材料能与它提供的多功能性相媲美。虽然在正常条件下铝通常不会受腐蚀问题困扰,但在某些特殊环境中,还是需要考虑发生腐蚀的可能性。

对于大多数应用来说,铝是一种经济高效且耐用的材料选择。根据应用的不同,铝制构件在投入使用前可能需要进行处理。因此,对于工程师和设计师来说,了解铝的特性及其可能发生腐蚀的具体条件至关重要。

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