Чаму «іржа» з'яўляецца на алюмініі: праўда пра белую іржу і чорныя плямы

1. Уводзіны: памылковае ўяўленне аб нержавеючым алюмініі

Распаўсюджанае меркаванне сцвярджае, што алюміній цалкам устойлівы да іржы, што робіць яго любімым матэрыялам для вонкавых канструкцый, аўтамабільных дэталяў і штодзённага абсталявання. У адрозненне ад жалеза і сталі, на якіх утвараецца лускавая чырвоная іржа, якая бесперапынна раз'ядае металічную матрыцу, чысты алюміній натуральным чынам утварае на сваёй паверхні тонкую, шчыльную, празрыстую аксідную плёнку пад уздзеяннем паветра. Гэтая пасіўная плёнка эфектыўна ізалюе ўнутраны метал ад кіслароду і вільгаці, надзяляючы алюміній выдатнай устойлівасцю да атмасфернай карозіі. Аднак многія карыстальнікі назіралі відавочныя белыя парашкападобныя адклады і чорныя плямы няправільнай формы на алюмініевых паверхнях пасля працяглага выкарыстання або захоўвання. Гэтыя з'явы, па сутнасці, з'яўляюцца карозіяй алюмінія, якая разбурае міф пра тое, што алюміній не ржавее. Каб ліквідаваць такія паверхневыя дэфекты, вельмі важна разумець механізмы ўтварэння белай іржы і чорных плям на алюмініі, а таксама фактары навакольнага асяроддзя і матэрыялы, якія іх выклікаюць.

2. Навуковая аснова: чаму алюміній падвяргаецца карозіі

Асноўная прычына найвышэйшай устойлівасці алюмінія да карозіі заключаецца ў яго спантаннай рэакцыі пасівацыі. Свежы алюміній хутка рэагуе з кіслародам у паветры, ствараючы кампактны пласт аксіду алюмінія таўшчынёй усяго ў некалькі нанаметраў. Гэтая плёнка ўстойлівая, шчыльна прылягае да металічнай падкладкі і прадухіляе далейшае акісленне і эрозію. Тым не менш, гэты ахоўны аксідны пласт не з'яўляецца непарушным. Ён можа быць пашкоджаны або раскладзены ў пэўных цяжкіх умовах, уключаючы ўстойлівую высокую вільготнасць, змену тэмпературы, солевую эрозію, кіслотна-шчолачнае забруджванне і кантакт з рознымі металамі. Пасля разбурэння ахоўнай плёнкі адкрытая свежая алюмініевая паверхня будзе падвяргацца пастаяннай электрахімічнай або хімічнай карозіі, утвараючы бачную белую іржу і чорныя плямы на паверхні.

3. Механізм утварэння і характарыстыкі белай іржы алюмінія

Асноўныя прычыны белай іржы

Алюмініевая белая іржа - найбольш распаўсюджаны каразійны дэфект алюмінія, таксама вядомы як белае акісленне або парашкападобная карозія. У асноўным гэта адбываецца ў асяроддзі з высокай вільготнасцю з адноснай вільготнасцю вышэй за 80% або ва ўмовах частай кандэнсацыі. Вялікая розніца тэмператур паміж днём і ноччу прывядзе да кандэнсацыі драбнюткіх кропель вады на паверхні алюмінія, утвараючы суцэльную вадзяную плёнку, якая пакрывае ахоўны аксідны пласт. Вадзяная плёнка растварае і разбурае зыходную шчыльную пасіўную плёнку, дазваляючы кіслароду, вадзяной пары і слядавым прымешкам у паветры ўступаць у рэакцыю з алюмініевай падкладкай.

Канчатковым прадуктам рэакцыі з'яўляецца гідратаваны аксід алюмінія і гідраксід алюмінія, якія прадстаўлены ў выглядзе белых, крэйдавых або парашкападобных адкладаў на паверхні алюмінія. Гэты тып карозіі часта ўзнікае падчас захоўвання, транспарціроўкі і абслугоўвання алюмініевых вырабаў, асабліва ў сезоны дажджоў, у прыбярэжных раёнах і вільготных складскіх памяшканнях. Акрамя таго, рэшткі мыйнай вады і нявыдаленая паверхневая вільгаць пасля апрацоўкі таксама могуць выклікаць лакальны рост белай іржы.

Візуальныя і структурныя асаблівасці белай іржы

Мяккая белая іржа выглядае ў выглядзе слабой белай дымкі або рассыпістага парашка, які можна лёгка сцерці мяккай тканінай, без відавочных пашкоджанняў або вылучэнняў на ніжняй алюмініевай паверхні. Умераная і моцная белая іржа назапашваецца ў шчылінах і ўвагнутых месцах, утвараючы тоўстыя белыя скарынкі. Доўгатэрміновае назапашванне паступова выкліча неглыбокую кропкавую карозію на алюмініевай паверхні, памяншаючы роўнасць і бляск паверхні, а таксама ўплываючы на ​​знешні выгляд і тэрмін службы алюмініевых вырабаў.

4. Механізм утварэння і характарыстыка алюмініевых чорных плям

Асноўныя прычыны чорных плям

У адрозненне ад белай іржы, выкліканай гідратацыйным акісленнем, чорныя плямы на алюмініі ў асноўным узнікаюць у выніку лакалізаванай моцнай карозіі і адкладу рэчываў. Асноўныя фактары ўключаюць гальванічную карозію, выкліканую кантактам з рознастайнымі металамі, лакальнае кіслотна-шчолачнае забруджванне, іонную эрозію солі (напрыклад, прыбярэжныя хларыд-іёны і соль супраць абледзянення дарог) і няпоўную папярэднюю апрацоўку паверхні. Калі алюміній знаходзіцца ў кантакце з такімі металамі, як жалеза, медзь і нержавеючая сталь, у вільготным асяроддзі, утвараецца электралітычная ячэйка з паверхневай воднай плёнкай у якасці электраліта. Алюміній з меншым электродным патэнцыялам дзейнічае як анод і падвяргаецца карозіі паскоранага растварэння.

Акрамя таго, рэшткі змазкі, рэшткі клею і прамысловыя забруджвальнікі на алюмініевай паверхні прывядуць да нераўнамернага размеркавання кіслароду, што прывядзе да лакальнай карозіі з дэфіцытам кіслароду. Прадукты карозіі змешваюцца з драбнюткімі металічнымі часціцамі, прымешкамі вугляроду і аксіднымі адкладамі, утвараючы цёмна-шэрыя або чорныя плямістыя дэфекты. Няправільнае анадаванне або апрацоўка пакрыцця таксама прывядзе да неадпаведнай таўшчыні ахоўнай плёнкі, выклікаючы лакальнае разбурэнне плёнкі і карозію чорных плям.

Візуальныя і структурныя асаблівасці чорных плям

Алюмініевыя чорныя плямы ў асноўным уяўляюць сабой няправільныя лакалізаваныя ўчасткі або малюсенькія кропкавыя сляды, якія немагчыма лёгка сцерці. У адрозненне ад раўнамернага порошкообразного размеркавання белай іржы, чорныя плямы ўяўляюць сабой больш сур'ёзную лакалізаваную карозію. Большасць участкаў з чорнымі плямамі суправаджаюцца тонкімі кропкамі і шурпатасцю паверхні. З падаўжэннем тэрміну службы дыяпазон карозіі будзе паступова пашырацца, а лакальная кропкавая параза будзе паглыбляцца, што ў канчатковым выніку паўплывае на структурную стабільнасць алюмініевых кампанентаў.

5. Асноўныя адрозненні паміж белай іржой і чорнымі плямамі на алюмініі

Хаця і белая іржа, і чорныя плямы адносяцца да карозіі алюмінія, яны істотна адрозніваюцца па механізме адукацыі, вонкавым выглядзе і ступені небяспекі. Белая іржа - гэта ў асноўным раўнамернае гідратацыйнае акісленне паверхні, выкліканае высокай вільготнасцю, з друзлымі і выдаляльнымі прадуктамі карозіі і лёгкім пашкоджаннем падкладкі. Чорныя плямы - гэта лакалізаваная электрахімічная карозія, выкліканая кантактам з рознымі металамі, солевым забруджваннем і рэшткавымі забруджваннямі, з цвёрдымі і нявыдаляльнымі прадуктамі карозіі і простымі ў фарміраванні кропкавымі пашкоджаннямі. Карацей кажучы, белая іржа - гэта ў асноўным павярхоўнае акісленне навакольнага асяроддзя, у той час як чорныя плямы - гэта разбуральная лакалізаваная карозія, якая патрабуе мэтанакіраванага рамонту.

6. Эфектыўныя рашэнні для прафілактыкі і выдалення

Штодзённыя меры прафілактыкі

Самы эфектыўны спосаб пазбегнуць дэфектаў іржы алюмінія - гэта блакаванне вільготных і агрэсіўных асяроддзяў. Падчас захоўвання і транспарціроўкі падтрымлівайце навакольнае асяроддзе сухім з кантраляванай адноснай вільготнасцю ніжэй за 75%, пазбягайце рэзкіх перападаў тэмпературы і кандэнсацыі, а таксама ізалюйце алюмініевыя вырабы ад агрэсіўных газаў і салянага туману. Пры штодзённым выкарыстанні пазбягайце працяглага кантакту алюмініевых частак з вадой, кіслотна-шчолачнымі вадкасцямі і рэчывамі, якія змяшчаюць соль. Каб прадухіліць гальванічную карозію, ізалюйце алюміній ад рознатыпных металаў пракладкамі. Рэгулярная чыстка і абслугоўванне паверхні могуць падтрымліваць цэласнасць ахоўнага аксіднага пласта.

Бяспечныя метады выдалення наяўных дэфектаў

Для лёгкай белай іржы карыстальнікі могуць ачысціць паверхню нейтральным мыйным сродкам або водным растворам харчовай соды, каб выдаліць пыл і сыпкі аксідны парашок, а затым старанна выцерці насуха. Для ўстойлівай белай іржы можна выкарыстоўваць разведзены белы воцат або цытрынавы сок для апрацоўкі мяккай кіслатой для растварэння пласта гідратаванага аксіду з наступнай нейтралізацыяй вадой з харчовай содай і дбайным прамываннем і сушкай, каб пазбегнуць другаснай карозіі.

Для чорных плям і лакалізаванай кропкавай карозіі рэкамендуюцца прафесійныя паліроўшчыкі алюмінія або спецыяльныя сродкі для выдалення карозіі металу. Пазбягайце моцных кіслот і моцных шчолачаў, якія раз'ядаюць непашкоджаную алюмініевую падкладку. Пасля выдалення каразійных дэфектаў нанёс воск, герметык або ахоўнае пакрыццё, каб аднавіць павярхоўны бар'ер і прадухіліць паўторную карозію.

7. Заключэнне

Алюміній не абсалютна свабодны ад іржы. Яго выдатная ўстойлівасць да карозіі існуе толькі ў сухім і стабільным атмасферным асяроддзі, абапіраючыся на натуральную пасіўную аксідную плёнку. Калі ахоўная плёнка пашкоджваецца высокай вільготнасцю, кандэнсатам, саляным туманам, кантактам з рознымі металамі і хімічным забруджваннем, алюміній будзе выклікаць тыповыя з'явы карозіі ў выглядзе белай іржы і чорных плям. Белая іржа - гэта павярхоўнае гідратацыйнае акісленне, выкліканае вільготным асяроддзем, а чорныя плямы - гэта разбуральная лакалізаваная электрахімічная карозія. Разуменне іх прынцыпаў фарміравання можа дапамагчы карыстальнікам праводзіць мэтанакіраваную прафілактыку і навуковае абслугоўванне, эфектыўна падаўжаючы тэрмін службы алюмініевых вырабаў і падтрымліваючы іх добры знешні выгляд і структурныя характарыстыкі.