Seperti yang kita semua tahu, produk logam dengan besi sebagai komponen utama biasanya berkarat jika tidak dilindungi dengan betul (kecuali keluli tahan karat). Ini kerana atom besi pada permukaan logam menggabungkan dengan oksigen di udara untuk menghasilkan oksida besi. Besi oksida muncul coklat kemerahan, yang merupakan karat biasa, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.
Sebab mengapa keluli tahan karat tidak berkarat adalah bahawa komposisi kimianya mengandungi tidak kurang daripada 10.5% kromium. Apabila keluli tahan karat terdedah kepada udara atau air, elemen kromium akan bertindak balas dengan oksigen sebelum besi dan membentuk lapisan passivasi yang sangat padat, dengan itu melindungi matriks keluli tahan karat dari pengoksidaan dan kakisan selanjutnya.
Malah, aluminium adalah sama dengan besi. Aluminium dan aloinya juga akan bertindak balas dengan atom aluminium pada permukaan dan oksigen mereka di udara untuk menghasilkan aluminium oksida, tetapi warna kelabu atau kelabu gelap, bukan karat. Walau bagaimanapun, oksida aluminium ini memainkan fungsi yang sama seperti kromium oksida dalam keluli tahan karat, membentuk lapisan pelindung pada permukaan logam untuk mencegah pengoksidaan lebih lanjut logam dalaman, seperti yang ditunjukkan dalam angka di bawah.
Dalam praktiknya, kita telah melihat beberapa bahagian keluli yang berkarat sangat teruk, dan ada yang berkarat, seperti yang ditunjukkan dalam angka di bawah, sementara aluminium jarang berlaku. Saya tertanya -tanya jika anda mempunyai soalan di sini: Kenapa aluminium oksida dan kromium oksida membentuk lapisan pelindung, tetapi oksida besi tidak boleh?
Malah, kunci di sini adalah sama ada lapisan oksida yang terbentuk adalah padat atau tidak. Sekiranya lapisan oksida sangat padat, sukar untuk sebatian menghakis luar (seperti klorida, sulfida, dan lain -lain) untuk memasuki bahagian dalam untuk menghancurkan logam baru, jadi kakisan lebih lanjut tidak akan berlaku. Angka berikut adalah perbandingan aluminium dan oksida besi. Besi oksida longgar dan berliang, dan mudah dikupas, manakala aluminium oksida padat dan sesuai dengan ketat ke substrat.
Kemudian persoalannya timbul lagi, mengapa oksida besi tidak padat dan tidak sesuai? Ini memerlukan pengetahuan yang lebih mendalam tentang kimia dan fizik untuk dijelaskan. Oleh kerana kerumitan prinsip karat, tidak jelas dalam satu atau dua ayat, tetapi kita hanya dapat menjelaskannya:
Malah, jika udara benar -benar kering (tanpa kelembapan), oksida besi (sama ada Fe2O3 atau Fe3O4) juga merupakan sebatian yang stabil yang tidak akan menyebabkan pengupasan permukaan dan kakisan lebih lanjut logam dalaman. Alasan sebenar karat jatuh dan menghancurkan bahagian dalamnya adalah besi oksida terhidrat Fe2O3 · NH2O dan besi hidroksida (Feo (OH) Fe (OH) 3), yang merupakan komponen utama karat yang kita lihat dalam kehidupan seharian. Selepas hidroksida besi terhidrat menggabungkan dengan besi, ia mengembang dalam jumlah dan mudah untuk bulge dan retak. Sebaliknya, ia juga menjadikannya tidak dapat mematuhi matriks besi dan mudah dikupas. Sebaik sahaja kaca mendedahkan logam baru di bawahnya, ia akan mengoksida dan berkarat lagi, dan kemudian kitaran akan diulang sehingga semua logam berkarat dan berkarat.
Di bawah keadaan normal, aluminium oksida tidak akan bertindak balas dengan air dan tidak akan "karat" seperti besi, tetapi ia akan menghancurkan di bawah beberapa keadaan yang keras. Sebagai contoh, di bawah asid kuat atau keadaan alkali yang kuat, kadar penguraian lapisan oksida pada permukaan aluminium akan lebih tinggi daripada kadar penjanaannya. Untuk mengelakkan keadaan ini, aluminium tanpa sebarang rawatan permukaan harus digunakan dalam julat pH 4.5 hingga 8.5.
Satu lagi penyebab utama kakisan aluminium ialah kakisan elektrokimia. Apabila dua logam yang berbeza direndam di dalam air, bateri atau litar yang lemah terbentuk. Ini menyebabkan elektron mengalir di antara logam, mengurangkan lebih banyak elektrokimia aktif dua logam. Aluminium mempunyai potensi elektrokimia yang lebih tinggi daripada kebanyakan logam lain, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Oleh itu, jika litar dibentuk di antara aluminium dan keluli ringan atau keluli tahan karat, aluminium akan cepat menghancurkan.
Imej dari buku panduan pencegahan kakisan dan kakisan
Oleh itu, ini tidak bermakna bahawa aluminium tidak terdedah kepada karat dan kakisan, dan tiada rawatan anti-karat permukaan diperlukan. Apabila aluminium berisiko dengan kakisan, rawatan yang sesuai masih diperlukan, seperti anodisasi, salutan serbuk, pengasingan penebat, dll.(文章来源: Imekanik 机械)
