2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 13:52
Obwohl Aluminium ein Nichteisenmetall und im Vergleich zu gewöhnlichem Stahl relativ teuer ist, wird es von Menschen häufig verwendet. Dieses langlebige und leichte Material kann im Alltag, auf dem Bau und in der Produktion verwendet werden. Die chemische Formel von Aluminium im Periodensystem sieht so aus: Al.
Ist es korrodiert
Aluminium rostet bekanntlich sehr langsam. Zumindest Eisen und Stahl sind in dieser Hinsicht nicht damit zu vergleichen. Die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium erklärt sich vor allem dadurch, dass sich unter normalen Bedingungen auf seiner Oberfläche ein dünner oxidischer Schutzfilm bildet. Dadurch wird die chemische Aktivität von Aluminium stark reduziert.
Faktoren, die die Rostbeständigkeit beeinflussen
Aluminium ist korrosionsbeständig, kann aber in manchen Fällen durch Oxidation recht schnell zu zerfallen beginnen. Dies passiert normalerweise, wenn der Film aus irgendeinem Grund beschädigt ist oder sich nicht formen lässt.
Aluminium verliert meistens unter dem Einfluss von Säuren seinen äußeren dünnen Schutzoder Alkalien. Auch normale mechanische Beschädigungen können zur Zerstörung der Folie führen.
Korrosionsarten
Nach der Zerstörung des Films beginnen Al und seine Legierungen zu rosten, dh sich selbst zu zerstören, wie viele andere Metalle auch. Dadurch können Aluminium und Korrosion freigelegt werden:
- Chemikalie. In diesem Fall tritt Rosten in einer gasförmigen Umgebung ohne Wasser auf. Dabei wird die Oberfläche des Aluminiumprodukts gleichmäßig über die gesamte Fläche zerstört.
- Elektrochemisch. Korrosion von Aluminium tritt in diesem Fall in einer feuchten Umgebung auf.
- Gas. Diese Art von Korrosion tritt auf, wenn Aluminium in direktem Kontakt mit einem chemisch aggressiven Gas steht.
Die Gleichung für Aluminiumkorrosion (Sauerstoffoxidation) in Luft lautet wie folgt: 4AI+3O2=2AL2O3.
Die chemische Formel des Oxidschutzfilms lautet AL2O3.
Legierungen
Die korrosionsbeständigste Variante ist technisches Aluminium. Das heißt, zu 90 % fast reines Metall. Aluminiumlegierungen sind leider viel anfälliger für Rost. Es wird angenommen, dass Magnesiumverunreinigungen die Korrosionsbeständigkeit dieses Metalls am wenigsten verringern und Kupferverunreinigungen am meisten.
Mg-Al-Legierungen
Solche Materialien werden häufig in der Bau-, Lebensmittel- und Chemieindustrie verwendet. Auch im Maschinenbau werden sie sehr häufig eingesetzt. Es wird angenommen, dass solche Materialien für den Bau von Strukturen gut geeignet sind,Meerwasser ausgesetzt.
Für den Fall, dass Magnesium in der Zusammensetzung der Legierung nicht mehr als 3% ausmacht, hat es fast die gleichen Korrosionsschutzeigenschaften wie technisches Aluminium. Magnesium in einer solchen Legierung liegt in fester Lösung und in Form von Al8Mg5-Partikeln vor, die gleichmäßig über die Matrix verteilt sind.
Wenn die Legierung mehr als 3% dieses Metalls enthält, beginnen Al8Mg5-Partikel größtenteils nicht innerhalb der Körner, sondern entlang ihrer Grenzen auszufallen. Und das wiederum wirkt sich äußerst negativ auf die Korrosionsschutzeigenschaften des Materials aus. Das heißt, das Produkt wird viel weniger rostbeständig.
Magnesium- und Siliziumlegierungen
Solche Materialien werden am häufigsten im Ingenieur- und Bauwesen verwendet. Mg2Si machen Legierungen dieser Sorte sehr fest. Manchmal ist auch Kupfer Bestandteil solcher Elemente. Es wird auch zum Härten in die Legierung eingebracht. Kupfer wird solchen Materialien jedoch in sehr geringen Mengen zugesetzt. Andernfalls können die Korrosionsschutzeigenschaften der Aluminiumlegierung stark reduziert werden. Interkristallines Rosten beginnt bei ihnen bereits bei Zugabe von mehr als 0,5 % Kupfer.
Außerdem kann die Korrosionsanfälligkeit solcher Materialien mit einer ungerechtfertigten Erhöhung der in ihrer Zusammensetzung enth altenen Siliziummenge zunehmen. Diese Substanz wird Aluminiumlegierungen normalerweise in solchen Anteilen zugesetzt, dass nach der Bildung von Mg2Si nichts mehr übrig bleibt. Silizium in seiner reinen Form enthält nur einige Stoffe dieser Art.
Korrosion von Aluminium useine Zinklegierungen
Al rostet, wie bereits erwähnt, langsamer als seine Legierungen. Dies gilt auch für Materialien der Al-Zn-Gruppe. Solche Legierungen sind beispielsweise in der Flugzeugindustrie sehr gefragt. Einige Sorten können Kupfer enth alten, andere nicht. In diesem Fall ist die erste Art von Legierungen natürlich korrosionsbeständiger. In dieser Hinsicht sind Al-Zn-Werkstoffe mit Magnesium-Aluminium vergleichbar.
Legierungen dieser Sorte mit dem Zusatz von Kupfer zeigen Anzeichen einer gewissen Instabilität gegenüber Rost. Aber gleichzeitig werden sie durch Korrosion zerstört, sie sind immer noch langsamer als die aus Magnesium und Cu.
Grundlegende Methoden zum Umgang mit Rost
Natürlich lässt sich die Korrosionsgeschwindigkeit von Aluminium und seinen Legierungen auch künstlich reduzieren. Es gibt nur wenige Möglichkeiten, solche Materialien vor Rost zu schützen.
Beispielsweise ist es möglich, den Kontakt dieses Metalls und seiner Legierungen mit der Umwelt durch Lackieren von Lackmaterialien auszuschließen. Außerdem wird häufig ein elektrochemisches Verfahren verwendet, um Aluminium vor Rost zu schützen. In diesem Fall wird das Material zusätzlich mit einer Schicht aus aktiverem Metall überzogen.
Eine weitere Möglichkeit, Al vor Rost zu schützen, ist die Hochspannungsoxidation. Eine Pulverbeschichtungstechnik kann auch verwendet werden, um die Korrosion von Aluminium zu verhindern. Natürlich zum Schutz und als Rostschutzmittel.
Wie die Oxidation abläuft
Mit dieser Technik werden Aluminium und seine Legierungen oft vor Korrosion geschützt. AusführenOxidation unter einer Spannung von 250 V. Mit dieser Technik wird auf der Oberfläche eines Metalls oder seiner Legierung ein starker Oxidfilm gebildet.
Materialbeeinflussung durch Strom erfolgt in diesem Fall mit Wasserkühlung. Bei niedrigen Temperaturen bildet sich aufgrund von Spannung ein Film auf der Oberfläche von Aluminium, der sehr stark und dicht ist. Wenn das Verfahren bei hohen Temperaturen durchgeführt wird, erweist es sich als ziemlich locker. Aluminium, das in einer solchen Umgebung verarbeitet wird, muss zusätzlich vor Luftkontakt geschützt werden (Lackieren).
Bei dieser Technologie wird das Produkt zunächst in einer Oxalsäurelösung entfettet. Das Aluminium oder die Legierung wird dann in Alkali getaucht. Als nächstes wird das Metall durch Strom beeinflusst. Wenn die Oxidation bei ausreichend hoher Temperatur durchgeführt wurde, wird das Material im letzten Schritt zusätzlich durch Eintauchen in Salzlösungen gefärbt und anschließend mit Dampf behandelt.
Mit LMB
Diese Methode wird, ähnlich wie die Oxidation, häufig verwendet, um Aluminium vor Rost zu schützen. Solches Material kann trocken, nass oder pulverbeschichtet werden. Im ersten Fall wird Aluminium zunächst mit einer Zusammensetzung behandelt, die Zink und Strontium enthält. Außerdem wird das LKM selbst auf das Metall aufgebracht.
Beim Pulververfahren wird die Arbeitsfläche durch Eintauchen in alkalische oder saure Lösungen vorentfettet. Außerdem werden dem Produkt Chromat-, Zirkonium-, Phosphat- oder Titanverbindungen zugesetzt.
VerwendenIsolatoren
Sehr oft werden andere Metalle zu Stimulanzien für den Beginn von Korrosionsprozessen in Aluminium und seinen Legierungen. Dies geschieht in der Regel bei direktem Kontakt von Produkten oder deren Teilen. Um zu verhindern, dass Aluminium rostet, werden hier spezielle Isolatoren verwendet. Solche Dichtungen können aus Gummi, Paronit, Bitumen hergestellt werden. Auch in diesem Fall können Lacke und Farben verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit, Aluminium im Kontakt mit anderen Materialien vor Korrosion zu schützen, besteht darin, seine Oberfläche mit Cadmium zu beschichten.
Es ist besonders wichtig sicherzustellen, dass Aluminiumteile in verschiedenen Mechanismen und Baugruppen vor direktem Kontakt mit Kupfer isoliert sind. Es wird auch angenommen, dass nicht nur Teile aus Al vor dem Kontakt mit anderen Metallen geschützt werden sollten. In Sachen Korrosionsbeständigkeit ist Eisen Aluminium deutlich unterlegen, wie beispielsweise Stahl. Daher werden solche Metalle und einige andere oft besonders geschützt. Die Materialien werden einfach mit einer schützenden Aluminiumschicht überzogen. Natürlich müssen auch solche Produkte vor dem Kontakt mit Kupfer oder anderen Metallen geschützt werden.
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