كما نعلم جميعًا ، فإن المنتجات المعدنية ذات الحديد كمكون رئيسي عادة ما تكون محمية بشكل صحيح (باستثناء الفولاذ المقاوم للصدأ). وذلك لأن ذرات الحديد على سطح المعدن تتحد مع الأكسجين في الهواء لإنتاج أكسيد الحديد. يبدو أكسيد الحديد بني محمر ، وهو الصدأ الشائع ، كما هو مبين في الشكل أدناه.
السبب في أن الفولاذ المقاوم للصدأ لا يصدأ هو أن تركيبه الكيميائي يحتوي على ما لا يقل عن 10.5 ٪ من الكروم. عندما يتعرض الفولاذ المقاوم للصدأ للهواء أو الماء ، سوف يتفاعل عنصر الكروم مع الأكسجين قبل الحديد ويشكل طبقة تخميل كثيفة للغاية ، وبالتالي حماية مصفوفة الفولاذ المقاوم للصدأ من مزيد من الأكسدة والتآكل.
في الواقع ، الألومنيوم هو نفس الحديد. سوف يتفاعل الألمنيوم وسبائكه أيضًا مع ذرات الألومنيوم على سطحها والأكسجين في الهواء لإنتاج أكسيد الألومنيوم ، ولكن اللون رمادي أو رمادي داكن ، وليس الصدأ. ومع ذلك ، فإن أكسيد الألومنيوم هذا يلعب نفس وظيفة أكسيد الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ ، ويشكل طبقة واقية على سطح المعدن لمنع مزيد من الأكسدة للمعادن الداخلية ، كما هو مبين في الشكل أدناه.
في الممارسة العملية ، رأينا بعض الأجزاء الفولاذية في الصدأ بشكل سيء بشكل خاص ، وبعضها حتى الصدأ ، كما هو موضح في الشكل أدناه ، في حين أن الألومنيوم نادر. أتساءل عما إذا كان لديك سؤال هنا: لماذا يمكن أن يشكل أكسيد الألومنيوم وأكسيد الكروم طبقة واقية ، لكن أكسيد الحديد لا يستطيع ذلك؟
في الواقع ، المفتاح هنا هو ما إذا كانت طبقة الأكسيد المكونة كثيفة أم لا. إذا كانت طبقة الأكسيد كثيفة للغاية ، فمن الصعب على المركبات الخارجية المسببة للتآكل (مثل الكلوريد والكبريتيدات ، وما إلى ذلك) الدخول إلى الداخل لتآكل المعادن الجديدة ، لذلك لن يحدث المزيد من التآكل. الشكل التالي هو مقارنة بين الألومنيوم والحديد. أكسيد الحديد فضفاض ومسامي ، ومن السهل تقشيره ، في حين أن أكسيد الألومنيوم كثيف ويتناسب بإحكام على الركيزة.
ثم ينشأ السؤال مرة أخرى ، لماذا لا يكون أكسيد الحديد كثيفًا وغير مناسب؟ هذا يتطلب المزيد من المعرفة المتعمقة بالكيمياء والفيزياء لشرح. نظرًا لتعقيد مبدأ الصدأ ، فليس من الواضح في جملة أو جملتين ، لكن يمكننا ببساطة شرحها:
في الواقع ، إذا كان الهواء جافًا تمامًا (بدون رطوبة) ، فإن أكسيد الحديد (سواء كان Fe2O3 أو Fe3O4) هو أيضًا مركب مستقر لن يتسبب في تقشير السطح وزيادة تآكل المعدن الداخلي. السبب الحقيقي لالتقاط الصدأ وتآكله هو أكسيد الحديد المائي FE2O3 · NH2O و Iron Hydroxide (FEO (OH) FE (OH) 3) ، وهي المكونات الرئيسية للصدأ الذي نراه في الحياة اليومية. بعد أن يجمع هيدروكسيد الحديد المائي مع الحديد ، يتوسع في الحجم ويسهل الانتفاخ والكراك. من ناحية أخرى ، فإنه يجعل من غير قادر أيضًا على الالتزام بفعالية بمصفوفة الحديد ويسهل تقشيره. بمجرد أن يكشف الزجاج عن المعدن الجديد أسفله ، فإنه سوف يتأكسد ويصدأ مرة أخرى ، ثم تكرر الدورة حتى يتم صدأ جميع المعادن وتآكلها.
في ظل الظروف العادية ، لن يتفاعل أكسيد الألومنيوم بالماء ولن "صدأ" مثل الحديد ، لكنه سوف يتآكل في بعض الظروف القاسية. على سبيل المثال ، في ظل الظروف القوية القوية أو القلوية القوية ، سيكون معدل التحلل لطبقة الأكسيد على سطح الألومنيوم أعلى من معدل توليده. من أجل تجنب هذا الموقف ، يجب استخدام الألومنيوم بدون أي معالجة سطحية في نطاق الأس الهيدروجيني من 4.5 إلى 8.5.
سبب شائع آخر لتآكل الألمنيوم هو التآكل الكهروكيميائي. عندما يتم غمر اثنين من المعادن المختلفة في الماء ، يتم تشكيل بطارية أو دائرة ضعيفة. هذا يتسبب في تدفق الإلكترونات بين المعادن ، مستنفدة أكثر النشاط الكهروكيميائي للمعادن. يحتوي الألومنيوم على إمكانات كهروكيميائية أعلى من معظم المعادن الأخرى ، كما هو مبين في الشكل أدناه. لذلك ، إذا تم تشكيل دائرة بين الألومنيوم والفولاذ الطري أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، فإن الألومنيوم سوف يتآكل بسرعة.
صورة من كتيب التآكل والوقاية من التآكل
لذلك ، هذا لا يعني أن الألومنيوم ليس عرضة للصدأ والتآكل ، ولا يلزم أي معالجة سطحية لمكافحة التآكل. عندما يكون الألومنيوم معرضًا لخطر التآكل ، لا يزال العلاج المناسب ضروريًا ، مثل أنوود ، طلاء المسحوق ، عزل العزل ، إلخ.(文章来源: imchanics 机械)
