Như chúng ta đã biết, các sản phẩm kim loại có sắt là thành phần chính thường rỉ sét nếu không được bảo vệ đúng cách (ngoại trừ thép không gỉ). Điều này là do các nguyên tử sắt trên bề mặt kim loại kết hợp với oxy trong không khí để tạo ra oxit sắt. Oxit sắt xuất hiện màu nâu đỏ, đó là loại gỉ phổ biến, như thể hiện trong hình dưới đây.
Lý do tại sao thép không gỉ không rỉ sét là thành phần hóa học của nó chứa không dưới 10,5% crom. Khi thép không gỉ tiếp xúc với không khí hoặc nước, nguyên tố crom sẽ phản ứng với oxy trước khi sắt và tạo thành một lớp thụ động rất dày đặc, do đó bảo vệ ma trận thép không gỉ khỏi quá trình oxy hóa và ăn mòn.
Trong thực tế, nhôm giống như sắt. Nhôm và hợp kim của nó cũng sẽ phản ứng với các nguyên tử nhôm trên bề mặt và oxy của chúng trong không khí để tạo ra oxit nhôm, nhưng màu có màu xám hoặc xám đen, không bị gỉ. Tuy nhiên, oxit nhôm này có chức năng tương tự như crom oxit trong thép không gỉ, tạo thành một lớp bảo vệ trên bề mặt kim loại để ngăn chặn quá trình oxy hóa kim loại bên trong, như trong hình dưới đây.
Trong thực tế, chúng ta đã thấy một số bộ phận thép rỉ sét đặc biệt tồi tệ, và một số thậm chí bị rỉ sét, như thể hiện trong hình dưới đây, trong khi nhôm là rất hiếm. Tôi tự hỏi nếu bạn có một câu hỏi ở đây: Tại sao oxit nhôm và crom oxit có thể tạo thành một lớp bảo vệ, nhưng oxit sắt không thể?
Trong thực tế, chìa khóa ở đây là liệu lớp oxit hình thành có dày đặc hay không. Nếu lớp oxit rất dày đặc, rất khó để các hợp chất ăn mòn bên ngoài (như clorua, sunfua, v.v.) để vào bên trong để ăn mòn kim loại mới, do đó sẽ không xảy ra sự ăn mòn. Hình dưới đây là một so sánh của nhôm và oxit sắt. Oxit sắt lỏng lẻo và xốp, và dễ bị bóc ra, trong khi oxit nhôm dày đặc và vừa vặn với chất nền.
Sau đó, câu hỏi lại đặt ra, tại sao oxit sắt không dày đặc và không phù hợp? Điều này đòi hỏi nhiều kiến thức chuyên sâu về hóa học và vật lý để giải thích. Do sự phức tạp của nguyên tắc rỉ sét, không rõ ràng trong một hoặc hai câu, nhưng chúng ta có thể giải thích đơn giản:
Trên thực tế, nếu không khí hoàn toàn khô (không có độ ẩm), oxit sắt (cho dù Fe2O3 hay Fe3O4) cũng là một hợp chất ổn định sẽ không gây ra sự bong tróc của bề mặt và ăn mòn thêm của kim loại bên trong. Lý do thực sự để rỉ sét rơi ra và ăn mòn bên trong là oxit sắt ngậm nước Fe2O3 · NH2O và sắt hydroxit (FEO (OH) Fe (OH) 3), là thành phần chính của rỉ sét chúng ta thấy trong cuộc sống hàng ngày. Sau khi hydroxit sắt ngậm nước kết hợp với sắt, nó mở rộng về thể tích và dễ phình ra và nứt. Mặt khác, nó cũng làm cho nó không thể tuân thủ hiệu quả ma trận sắt và dễ bị bóc ra. Một khi kính cho thấy kim loại mới bên dưới, nó sẽ oxy hóa và rỉ sét một lần nữa, và sau đó chu kỳ sẽ lặp lại cho đến khi tất cả các kim loại bị rỉ sét và ăn mòn.
Trong điều kiện bình thường, oxit nhôm sẽ không phản ứng với nước và sẽ không "rỉ sét" như sắt, nhưng nó sẽ bị ăn mòn trong một số điều kiện khắc nghiệt. Ví dụ, trong điều kiện axit mạnh hoặc kiềm mạnh, tốc độ phân hủy của lớp oxit trên bề mặt nhôm sẽ cao hơn tốc độ tạo của nó. Để tránh tình trạng này, nhôm mà không cần xử lý bề mặt trong phạm vi pH từ 4,5 đến 8,5.
Một nguyên nhân phổ biến khác của ăn mòn nhôm là ăn mòn điện hóa. Khi hai kim loại khác nhau được ngâm trong nước, pin hoặc mạch yếu được hình thành. Điều này làm cho các electron chảy giữa các kim loại, làm cạn kiệt hoạt động điện hóa của hai kim loại. Nhôm có tiềm năng điện hóa cao hơn hầu hết các kim loại khác, như thể hiện trong hình dưới đây. Do đó, nếu một mạch được hình thành giữa nhôm và thép nhẹ hoặc thép không gỉ, nhôm sẽ nhanh chóng bị ăn mòn.
Hình ảnh từ sổ tay ăn mòn và ăn mòn
Do đó, điều đó không có nghĩa là nhôm không dễ bị rỉ sét và ăn mòn, và không cần điều trị chống ăn mòn bề mặt. Khi nhôm có nguy cơ ăn mòn, điều trị thích hợp vẫn cần thiết, chẳng hạn như anodizing, lớp phủ bột, cách ly cách nhiệt, v.v.(文章来源: IMEchanics 机械)
