Koroze hliníku a jeho slitin. Způsoby potírání a ochrany hliníku před korozí

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-02 13:51

Ačkoli hliník je neželezný kov a ve srovnání s běžnou ocelí je poměrně drahý, je člověkem široce používán. Tento odolný a lehký materiál lze použít v každodenním životě, ve stavebnictví i ve výrobě. Chemický vzorec hliníku v periodické tabulce vypadá takto: Al.

Je to zkorodované

Hliník koroduje, jak víte, velmi pomalu. Minimálně železo a ocel se s ním v tomto ohledu nedají srovnávat. Odolnost hliníku vůči korozi se vysvětluje především tím, že za normálních podmínek se na jeho povrchu tvoří tenký oxidový ochranný film. V důsledku toho je chemická aktivita hliníku prudce snížena.

Faktory ovlivňující odolnost proti korozi

Hliník je odolný vůči korozi, ale v některých případech se přesto může začít poměrně rychle rozpadat v důsledku oxidace. K tomu obvykle dochází, když je fólie z nějakého důvodu poškozena nebo není možné ji vytvořit.

Hliník nejčastěji ztrácí svou vnější tenkou ochranu vlivem kyselinnebo alkálie. Zničení fólie může způsobit i běžné mechanické poškození.

Typy koroze

Po destrukci filmu Al a jeho slitiny začnou rezavět, tedy samodestruktivně, jako mnoho jiných kovů. To může odhalit hliník a korozi:

1. Chemický. V tomto případě dochází k rezivění v plynném prostředí bez vody. V tomto případě je povrch hliníkového produktu zničen rovnoměrně po celé ploše.
2. Elektrochemické. Ke korozi hliníku v tomto případě dochází ve vlhkém prostředí.
3. Plyn. K tomuto typu koroze dochází, když je hliník v přímém kontaktu s nějakým chemicky agresivním plynem.

Rovnice pro korozi hliníku (oxidaci kyslíku) na vzduchu je následující: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Chemický vzorec oxidové ochranné fólie je AL₂O_3.

Slitiny

Nejvíce odolným proti korozi je technický hliník. Tedy téměř čistý kov z 90 %. Slitiny hliníku jsou bohužel mnohem náchylnější k rezivění. Předpokládá se, že nečistoty hořčíku snižují odolnost tohoto kovu vůči korozi nejméně ze všech a nečistoty mědi nejvíce ze všech.

Mg-Al slitiny

Takové materiály jsou široce používány ve stavebnictví, potravinářském a chemickém průmyslu. Velmi často se používají také ve strojírenství. Předpokládá se, že takové materiály jsou vhodné pro stavbu konstrukcí,vystavena mořské vodě.

V případě, že hořčík nebude ve složení slitiny více než 3 %, bude mít téměř stejné antikorozní vlastnosti jako technický hliník. Hořčík v takové slitině je v pevném roztoku a ve formě částic Al8Mg5 rovnoměrně distribuovaných v matrici.

Pokud slitina obsahuje více než 3 % tohoto kovu, částice Al8Mg5 začnou vypadávat z větší části nikoli uvnitř zrn, ale podél jejich hranic. A to má zase extrémně negativní vliv na antikorozní vlastnosti materiálu. To znamená, že se produkt stává mnohem méně odolným vůči korozi.

Slitiny hořčíku a křemíku

Takové materiály se nejčastěji používají ve strojírenství a stavebnictví. Mg2Si činí slitiny této odrůdy velmi pevné. Někdy je součástí takových prvků i měď. Zavádí se také do slitiny za účelem vytvrzení. Měď se však do takových materiálů přidává ve velmi malých množstvích. Jinak mohou být antikorozní vlastnosti hliníkové slitiny značně sníženy. Mezikrystalická rezivění v nich začíná již přidáním více než 0,5 % mědi.

Náchylnost ke korozi takových materiálů se také může zvýšit s neodůvodněným zvýšením množství křemíku obsaženého v jejich složení. Tato látka se přidává do hliníkových slitin obvykle v takovém poměru, že po vzniku Mg2Si nezůstane nic. Křemík ve své čisté formě obsahuje pouze některé materiály této odrůdy.

Koroze hliníku ajeho slitiny zinku

Al koroduje, jak již bylo zmíněno, pomaleji než jeho slitiny. To platí i pro materiály skupiny Al-Zn. Takové slitiny jsou velmi žádané například v leteckém průmyslu. Některé odrůdy mohou obsahovat měď, jiné ne. V tomto případě je první typ slitin samozřejmě odolnější vůči korozi. V tomto ohledu jsou Al-Zn materiály srovnatelné s hořčíkem-hliníkem.

Slitiny této odrůdy s přídavkem mědi vykazují známky určité nestability vůči rzi. Zároveň se však ničí v důsledku koroze, jsou stále pomalejší než ty vyrobené s použitím hořčíku a Cu.

Základní způsoby, jak se vypořádat s rzí

Rychlost koroze hliníku a jeho slitin lze samozřejmě snížit i uměle. Existuje jen několik způsobů, jak takové materiály ochránit před korozí.

Například je možné vyloučit kontakt tohoto kovu a jeho slitin s prostředím natíráním nátěrových materiálů. K ochraně hliníku před korozí se také často používá elektrochemická metoda. V tomto případě je materiál navíc pokryt vrstvou aktivnějšího kovu.

Dalším způsobem, jak chránit Al před korozí, je vysokonapěťová oxidace. K zabránění korozi hliníku lze také použít techniku práškového lakování. Používá se samozřejmě k jeho ochraně a inhibitorům rzi.

Jak probíhá oxidace

Pomocí této techniky jsou hliník a jeho slitiny často chráněny před korozí. Provéstoxidace pod napětím 250 V. Pomocí této techniky se na povrchu kovu nebo jeho slitiny vytvoří silný oxidový film.

Ovlivnění materiálu proudem se v tomto případě provádí pomocí vodního chlazení. Při nízkých teplotách se vlivem namáhání vytvoří na povrchu hliníku velmi pevný a hustý film. Pokud se postup provádí při vysokých teplotách, ukáže se, že je docela volný. Hliník zpracovaný v takovém prostředí potřebuje dodatečnou ochranu před kontaktem se vzduchem (nátěr).

Při použití této technologie je produkt nejprve odmaštěn v roztoku kyseliny šťavelové. Hliník nebo slitina se pak ponoří do alkálie. Dále je kov ovlivněn proudem. V konečné fázi, pokud byla oxidace provedena při dostatečně vysoké teplotě, je materiál dodatečně obarven ponořením do solných roztoků a poté zpracován párou.

Pomocí LMB

Tato metoda, stejně jako oxidace, se používá k ochraně hliníku před korozí poměrně často. Takový materiál lze natírat suchou, mokrou nebo práškovou metodou. V prvním případě se hliník nejprve ošetří kompozicí obsahující zinek a stroncium. Dále je na kov aplikován samotný LKM.

Při použití práškové metody se pracovní plocha předem odmastí ponořením do alkalických nebo kyselých roztoků. Dále jsou na produkt aplikovány sloučeniny chromátu, zirkonia, fosfátu nebo titanu.

Použítizolátory

Velmi často se jiné kovy stávají stimulanty pro nástup korozních procesů v hliníku a jeho slitinách. To se obvykle děje při přímém kontaktu výrobků nebo jejich částí. Aby hliník nerezavěl, používají se v tomto případě speciální izolátory. Taková těsnění mohou být vyrobena z pryže, paronitu, bitumenu. Také v tomto případě lze použít laky a barvy. Dalším způsobem ochrany hliníku před korozí při kontaktu s jinými materiály je potažení jeho povrchu kadmiem.

Je obzvláště důležité zajistit, aby hliníkové díly v různých mechanismech a sestavách byly izolovány od přímého kontaktu s mědí. Má se také za to, že nejen díly vyrobené z Al by měly být chráněny před kontaktem s jinými kovy. Z hlediska odolnosti proti korozi je železo mnohem horší než hliník, jako je například ocel. Proto jsou takové kovy a některé další často chráněny zvláštním způsobem. Materiály jsou jednoduše pokryty ochrannou hliníkovou vrstvou. Takové výrobky musí být samozřejmě také chráněny před kontaktem s mědí nebo jinými kovy.