Ալյումինի և դրա համաձուլվածքների կոռոզիա. Ալյումինի դեմ պայքարելու և կոռոզիայից պաշտպանելու մեթոդներ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Չնայած ալյումինը գունավոր մետաղ է և, համեմատած սովորական պողպատի հետ, համեմատաբար թանկ է, այն լայնորեն օգտագործվում է մարդու կողմից: Այս դիմացկուն և թեթև նյութը կարող է օգտագործվել առօրյա կյանքում, շինարարության և արտադրության մեջ: Պարբերական աղյուսակում ալյումինի քիմիական բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը՝ Al.

Կոռոզվա՞ծ է

Ժանգոտում է ալյումինը, ինչպես գիտեք, շատ դանդաղ։ Համենայնդեպս, երկաթն ու պողպատն այս առումով չեն կարող համեմատվել դրա հետ։ Ալյումինի դիմադրությունը կոռոզիայից բացատրվում է հիմնականում այն փաստով, որ նորմալ պայմաններում դրա մակերեսի վրա ձևավորվում է բարակ օքսիդ պաշտպանիչ թաղանթ: Արդյունքում ալյումինի քիմիական ակտիվությունը կտրուկ նվազում է։

Ժանգի դիմադրության վրա ազդող գործոններ

Ալյումինը դիմացկուն է կոռոզիայից, բայց որոշ դեպքերում այն դեռ կարող է սկսել բավականին արագ քայքայվել օքսիդացման պատճառով: Սովորաբար դա տեղի է ունենում, երբ թաղանթը վնասվում է ինչ-ինչ պատճառներով կամ անհնար է այն ձևավորել:

Ամենից հաճախ ալյումինը կորցնում է իր արտաքին բարակ պաշտպանությունը թթուների ազդեցության տակկամ ալկալիներ. Սովորական մեխանիկական վնասը կարող է նաև հանգեցնել ֆիլմի ոչնչացմանը:

Կոռոզիայի տեսակները

Թաղանթի ոչնչացումից հետո Ալ-ը և նրա համաձուլվածքները սկսում են ժանգոտել, այսինքն՝ ինքնաոչնչանալ, ինչպես շատ այլ մետաղներ։ Սա կարող է բացահայտել ալյումինն ու կոռոզիան:

1. Քիմիական. Այս դեպքում ժանգոտումը տեղի է ունենում գազային միջավայրում՝ առանց ջրի: Այս դեպքում ալյումինե արտադրանքի մակերեսը հավասարապես քայքայվում է ամբողջ տարածքում։
2. Էլեկտրաքիմիական. Ալյումինի կոռոզիան այս դեպքում տեղի է ունենում խոնավ միջավայրում:
3. Գազ. Կոռոզիայի այս տեսակը տեղի է ունենում, երբ ալյումինը անմիջական շփման մեջ է քիմիապես ագրեսիվ որոշ գազի հետ:

Օդում ալյումինի կոռոզիայի (թթվածնի օքսիդացում) հավասարումը հետևյալն է. 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Օքսիդային պաշտպանիչ թաղանթի քիմիական բանաձևն է AL₂O_3.

համաձուլվածքներ

Ամենակոռոզիոն դիմացկուն սորտը տեխնիկական ալյումինն է: Այսինքն՝ գրեթե մաքուր 90% մետաղ։ Ալյումինի համաձուլվածքները, ցավոք, շատ ավելի հակված են ժանգոտման: Ենթադրվում է, որ մագնեզիումի կեղտը ամենից շատ նվազեցնում է այս մետաղի կոռոզիոն դիմադրությունը, իսկ պղնձի կեղտը ամենից շատ:

Mg-Al alloys

Նման նյութերը լայնորեն կիրառվում են շինարարության, սննդի և քիմիական արդյունաբերության մեջ։ Նրանք նաև շատ հաճախ օգտագործվում են մեքենաշինության մեջ: Ենթադրվում է, որ նման նյութերը հարմար են կառույցների կառուցման համար,ենթարկվում է ծովի ջրին։

Այն դեպքում, երբ համաձուլվածքի բաղադրության մեջ մագնեզիումը 3%-ից ավելի չէ, այն կունենա գրեթե նույն հակակոռոզիոն հատկությունները, ինչ տեխնիկական ալյումինը: Նման համաձուլվածքում մագնեզիումը գտնվում է պինդ լուծույթում և Al8Mg5 մասնիկների տեսքով, որոնք հավասարաչափ բաշխված են ամբողջ մատրիցով:

Եթե համաձուլվածքը պարունակում է այս մետաղի ավելի քան 3%-ը, Al8Mg5 մասնիկները հիմնականում սկսում են թափվել ոչ թե հատիկների ներսում, այլ դրանց սահմանների երկայնքով: Իսկ դա իր հերթին չափազանց բացասաբար է անդրադառնում նյութի հակակոռոզիոն հատկությունների վրա։ Այսինքն՝ արտադրանքը դառնում է շատ ավելի քիչ դիմացկուն ժանգի նկատմամբ։

Մագնեզիում և սիլիցիումի համաձուլվածքներ

Նման նյութերն առավել հաճախ օգտագործվում են ճարտարագիտության և շինարարության մեջ: Mg2Si-ն այս բազմազանության համաձուլվածքները շատ ամուր է դարձնում: Երբեմն պղինձը նույնպես նման տարրերի բաղադրիչ է: Այն նաև ներմուծվում է խառնուրդի մեջ կարծրացման համար: Այնուամենայնիվ, նման նյութերին պղինձ ավելացվում է շատ փոքր քանակությամբ: Հակառակ դեպքում ալյումինի խառնուրդի հակակոռոզիոն հատկությունները կարող են զգալիորեն նվազել: Դրանցում միջբյուրեղային ժանգոտումն արդեն սկսվում է ավելի քան 0,5% պղնձի ավելացումով։

Նաև նման նյութերի կոռոզիայի նկատմամբ զգայունությունը կարող է մեծանալ դրանց բաղադրության մեջ ներառված սիլիցիումի քանակի չհիմնավորված աճով: Այս նյութը ավելացվում է ալյումինի համաձուլվածքներին, սովորաբար այնպիսի համամասնություններով, որ Mg2Si-ի առաջացումից հետո ոչինչ չի մնում։ Սիլիկոնն իր մաքուր տեսքով պարունակում է այս բազմազանության միայն որոշ նյութեր:

Ալյումինի կոռոզիա ևդրա ցինկի համաձուլվածքները

Ալը ժանգոտում է, ինչպես արդեն նշվեց, ավելի դանդաղ, քան իր համաձուլվածքները: Սա վերաբերում է նաև Al-Zn խմբի նյութերին։ Նման համաձուլվածքները մեծ պահանջարկ ունեն, օրինակ, ավիաշինության ոլորտում։ Որոշ սորտեր կարող են պարունակել պղինձ, մյուսները՝ ոչ: Այս դեպքում համաձուլվածքների առաջին տեսակը, իհարկե, ավելի դիմացկուն է կոռոզիայից։ Այս առումով, Al-Zn նյութերը համեմատելի են մագնեզիում-ալյումինի հետ:

Այս սորտի համաձուլվածքները պղնձի ավելացումով ցույց են տալիս որոշակի անկայունության նշաններ ժանգի նկատմամբ: Բայց միևնույն ժամանակ դրանք քայքայվում են կոռոզիայի հետևանքով, նրանք դեռ ավելի դանդաղ են, քան մագնեզիումի և Cu-ի օգտագործմամբ պատրաստվածները։

Ժանգի դեմ պայքարի հիմնական եղանակներ

Անշուշտ, ալյումինի և դրա համաձուլվածքների կոռոզիայի արագությունը կարելի է նաև արհեստականորեն նվազեցնել։ Նման նյութերը ժանգոտումից պաշտպանելու մի քանի եղանակ կա։

Օրինակ, հնարավոր է բացառել այս մետաղի և դրա համաձուլվածքների շփումը շրջակա միջավայրի հետ ներկերի ներկման միջոցով: Բացի այդ, հաճախ օգտագործվում է էլեկտրաքիմիական մեթոդ՝ ալյումինը ժանգոտումից պաշտպանելու համար: Այս դեպքում նյութը լրացուցիչ ծածկվում է ավելի ակտիվ մետաղի շերտով։

Ալը ժանգոտումից պաշտպանելու մեկ այլ միջոց բարձր լարման օքսիդացումն է: Փոշի ծածկույթի տեխնիկան կարող է օգտագործվել նաև ալյումինի կոռոզիայից կանխելու համար: Օգտագործվում է այն պաշտպանելու համար, իհարկե, և ժանգը արգելակող միջոցներ:

Ինչպես է կատարվում օքսիդացում

Օգտագործելով այս տեխնիկան՝ ալյումինը և դրա համաձուլվածքները հաճախ պաշտպանվում են կոռոզիայից: Կատարելօքսիդացում 250 Վ լարման տակ։ Օգտագործելով այս տեխնիկան՝ մետաղի կամ դրա համաձուլվածքի մակերեսին ձևավորվում է ուժեղ օքսիդ թաղանթ։

նյութի վրա հոսանքի ազդեցությունն այս դեպքում իրականացվում է ջրային հովացման միջոցով: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում, սթրեսի պատճառով, ալյումինի մակերեսի վրա թաղանթ է ձևավորվում շատ ամուր և խիտ: Եթե պրոցեդուրան կատարվում է բարձր ջերմաստիճանում, ապա պարզվում է, որ այն բավականին ազատ է։ Նման միջավայրում մշակված ալյումինը օդի հետ շփումից լրացուցիչ պաշտպանության կարիք ունի (ներկ):

Այս տեխնոլոգիան օգտագործելիս արտադրանքը նախ յուղազերծվում է օքսալաթթվի լուծույթում: Այնուհետեւ ալյումինը կամ համաձուլվածքը թաթախում են ալկալիի մեջ: Հաջորդը մետաղի վրա ազդում է հոսանքը: Վերջնական փուլում, եթե օքսիդացումն իրականացվել է բավական բարձր ջերմաստիճանում, նյութը լրացուցիչ ներկվում է աղի լուծույթների մեջ ընկղմելով, այնուհետև մշակվում գոլորշու միջոցով։

Օգտագործելով LMB

Այս մեթոդը, ինչպես օքսիդացումը, օգտագործվում է ալյումինի հաճախակի ժանգոտումից պաշտպանելու համար: Նման նյութը կարելի է ներկել չոր, թաց կամ փոշի եղանակով։ Առաջին դեպքում ալյումինը նախ մշակվում է ցինկ և ստրոնցիում պարունակող բաղադրությամբ։ Ավելին, LKM-ն ինքնին կիրառվում է մետաղի վրա:

Փոշու մեթոդի կիրառման ժամանակ աշխատանքային մակերեսը նախապես յուղազերծվում է ալկալային կամ թթվային լուծույթների մեջ ընկղմելով: Այնուհետև, արտադրանքի վրա կիրառվում են քրոմատ, ցիրկոնիում, ֆոսֆատ կամ տիտանի միացություններ:

Օգտագործելմեկուսիչներ

Շատ հաճախ այլ մետաղներ դառնում են ալյումինի և դրա համաձուլվածքների կոռոզիոն պրոցեսների առաջացման խթանիչներ: Սա սովորաբար տեղի է ունենում արտադրանքի կամ դրանց մասերի անմիջական շփման դեպքում: Ալյումինի ժանգոտումը կանխելու համար այս դեպքում օգտագործվում են հատուկ մեկուսիչներ։ Նման միջնապատերը կարելի է պատրաստել ռետինից, պարոնիտից, բիտումից: Նաև այս դեպքում կարող են օգտագործվել լաքեր և ներկեր: Ալյումինը կոռոզիայից պաշտպանելու մեկ այլ միջոց այլ նյութերի հետ շփվելիս դրա մակերեսը կադմիումով պատելն է։

Հատկապես կարևոր է ապահովել, որ տարբեր մեխանիզմների և հավաքույթների ալյումինե մասերը մեկուսացված լինեն պղնձի հետ անմիջական շփումից: Կարծիք կա նաև, որ ոչ միայն Al-ից պատրաստված մասերը պետք է պաշտպանված լինեն այլ մետաղների հետ շփումից: Կոռոզիոն դիմադրության առումով երկաթը շատ զիջում է ալյումինին, ինչպես օրինակ պողպատը։ Հետեւաբար, նման մետաղները և որոշ այլ մետաղներ հաճախ պաշտպանված են հատուկ ձևով: Նյութերը պարզապես ծածկված են պաշտպանիչ ալյումինե շերտով։ Իհարկե, նման ապրանքները նույնպես պետք է պաշտպանված լինեն պղնձի կամ այլ մետաղների հետ շփումից։