Prirodni oksidni film
Kada je aluminijum izložen vazduhu, njegova površina reaguje sa kiseonikom skoro trenutno i formira tanak sloj aluminijum oksida, Al2O3, obično debljine 2 do 10 nanometara. Za razliku od ljuskave rđe koja se stvara na željezu i čeliku, ovaj oksidni film je gust, prianjajući i kemijski stabilan. On zatvara metal ispod od daljeg kontakta sa vlagom i kiseonikom, tako da se reakcija korozije efektivno zaustavlja kada se film formira. Ako je površina izgrebana, izloženi aluminij ponovo reagira s kisikom i film se sam popravlja, zbog čega aluminijske komponente mogu preživjeti decenije izlaganja na otvorenom bez farbanja.
Anodizacija i površinski tretmani
Industrijski aluminijski proizvodi često trebaju deblji zaštitni sloj od prirodnog filma. Anodizacija elektrokemijski povećava oksidni sloj do kontrolirane debljine od oko 10 do 25 mikrometara, a korak zaptivanja poboljšava hidrofobnost i stabilnost sloja. Anodizirani aluminij se koristi za arhitektonske profile, prozorske okvire, elektroniku i brodski okov, gdje je i tvrđa površina otporna na habanje. U priobalnom okruženju ili okruženjima sa visokom{5}}vlažnošću, nano-hidrofobni premazi se mogu nanijeti preko oksida kako bi se smanjila adhezija soli i zagađivača, dodatno produžavajući vijek trajanja. Ovi tretmani ne mijenjaju čvrstoću metala, ali uvelike poboljšavaju njegovu otpornost na površinski napad.
Korozija aluminijuma naspram čelika
Razlika u odnosu na čelik je u praksi dramatična. U testu uranjanja u slanu vodu od 3 posto, čelične konstrukcije obično pokazuju mrlje od hrđe u roku od otprilike tjedan dana, dok aluminijske površine pokazuju samo sporadične oksidacijske mrlje nakon mjesec dana. Korozija čelika također kontinuirano napreduje kada počne, dok korozija aluminija ima tendenciju da se zaustavi kada oksidni sloj blokira napad. Održavanje slijedi isti obrazac: čelične konstrukcije trebaju periodično tretiranje hrđe, kao što je pocinčavanje ili farbanje fluorokarbonom svakih 5 do 10 godina, dok aluminijumske konstrukcije mogu ostati-bez održavanja tokom cijelog radnog vijeka u većini okruženja.
Performanse u stvarnim aplikacijama
Otpornost aluminija na koroziju radi u nekim od najzahtjevnijih postavki. U fotonaponskoj opremi, okviri od aluminijske legure su standardni za solarne module jer njihov vijek trajanja od 30 do 50 godina premašuje radni vijek samih ćelija, a okviri se na kraju vijeka mogu vrlo reciklirati. U arhitekturi, aluminijske sunčane sobe i fasade u vlažnoj klimi obično služe više od 30 godina bez strukturalne korozije, dok čelični ekvivalenti mogu pretrpjeti skrivenu unutrašnju koroziju koja stvara sigurnosne probleme. U morskim okruženjima legure serije 5xxx su odabrane posebno zato što ih njihovo oksidno ponašanje održava netaknutima u slanom spreju.
Kada aluminijum i dalje može korodirati
Važno je napomenuti da aluminijum nije imun na koroziju u svim uslovima. Jake kiseline i lužine mogu napasti oksidni film i metal ispod njega, a kontakt s određenim metalima u prisustvu elektrolita može uzrokovati galvansku koroziju na spoju. Dizajneri izbjegavaju ove situacije odabirom odgovarajućih legura, nanošenjem zaštitnih premaza i odvajanjem različitih metala. U okviru predviđenog opsega rada, međutim, aluminijumski samozaštitni oksidni sloj-je razlog zašto ne rđa kao čelik.
FAQ
P: Zašto aluminij stvara oksidni film, a čelik ne?
Gvožđe oksid je porozan, labavo vezan i ljušti se, izlažući svježi metal da nastavi korodirati. Aluminij oksid je gust, čvrsto vezan i prianja uz površinu, zatvarajući metal ispod tako da se reakcija ne može nastaviti.
P: Da li je anodizirani aluminij bolji od golog aluminija za vanjsku upotrebu?
Da. Anodizacija zgušnjava prirodni oksidni sloj od nekoliko nanometara do 10 do 25 mikrometara, dajući mnogo bolju zaštitu od vremenskih prilika, izlaganja UV zračenju i abrazije, zbog čega se arhitektonski aluminij obično anodizira ili premazuje.
P: Može li aluminijum korodirati u morskoj vodi?
Čisti aluminijum može da se udubi u morsku vodu, ali legure 5xxx za brodove-kao što su 5052 i 5083 su posebno formulisane da odole napadu slane vode. S pravilnim odabirom i završnom obradom legure, aluminijski čamac i offshore komponente pružaju dug radni vijek.
P: Koliko dugo aluminijum traje na otvorenom bez farbanja?
U uobičajenim atmosferskim uvjetima, aluminijumske konstrukcije obično traju 30 godina ili više bez farbanja jer samopopravljajući oksidni film pruža kontinuiranu zaštitu. Oštra obalna ili industrijska atmosfera može imati koristi od eloksiranja ili premaza.
P: Da li oksidni film utiče na zavarivanje ili završnu obradu?
Oksidni sloj se topi na mnogo višoj temperaturi od samog aluminija, tako da se mora ukloniti prije zavarivanja, a namjerno se skida i obnavlja tokom eloksiranja ili konverzijskog premaza. Standardne prakse pripreme površine to lako rješavaju.