I. Características básicas e mecanismo de oxidação de alumínio
O alumínio é um metal altamente ativo (maior atividade eletroquímica que o ferro), mas quando sua superfície é exposta ao ar, ele forma imediatamente uma densa camada protetora de óxido de alumínio (Al₂o₃) com uma espessura de cerca de nanômetros {0}}. Esta camada de óxido tem as seguintes características:
1. INERGUNDADE QUÍMICA: O óxido de alumínio não reage ainda mais com água e oxigênio à temperatura ambiente, bloqueando a penetração de meios corrosivos externos;
2. Auto-cicatrização: Se a superfície for arranhada, o novo alumínio exposto oxidará rapidamente e reformará uma camada protetora.
Portanto, as placas de alumínio puro não enferrujam em um ambiente normal (ou seja, não será produzido óxido de ferro semelhante a ferrugem), mas outras formas de corrosão podem ocorrer (consulte a Seção 3 para obter detalhes).
Ii. Quatro razões pelas quais as placas de alumínio não enferrujam
1. Proteção da camada de óxido
A dureza MOHS da camada de óxido de alumínio atinge 9 (perto de diamante), que é muito maior que a ferrugem (Feooh, dureza de cerca de 4-5) e pode resistir efetivamente à erosão por umidade e ácidos fracos na atmosfera.
2. Otimização de composição de liga
Placas de alumínio comuns, como 3003 e 5052, são aprimoradas na resistência à corrosão, adicionando elementos como manganês (Mn) e magnésio (Mg). Por exemplo:
- 3003 placa de alumínio (contendo 1,2% Mn) possui 20% maior resistência à corrosão atmosférica do que o alumínio puro;
- 5052 placa de alumínio (contendo 2,5% mg) pode durar mais de 50 anos em um ambiente marinho.
3. Adaptabilidade ambiental
O alumínio tem a melhor estabilidade em um ambiente com um pH de 4-9 e é amplamente utilizado na construção urbana, decoração de interiores e outras cenas.
4. Proteção eletroquímica
O potencial de oxidação do alumínio (-1. 67V) é muito menor que o de ferro (-0}. 44V) e pode ser usado como um ânodo de sacrifício para proteger outros metais.
3. Condições extremas em que placas de alumínio podem corroer
Embora as placas de alumínio sejam altamente resistentes à corrosão, as medidas de proteção ainda são necessárias nos seguintes ambientes:
1. Ambiente de ácido forte/alcalino
- Quando pH <4 (como chuva de ácido industrial), a camada de óxido de alumínio se dissolve, causando corda;
- Quando o pH> 9 (como o ambiente alcalino do concreto), o alumínio passa por uma reação de evolução do hidrogênio para formar alo₂⁻.
2 Ambiente de alta salinidade
Os íons cloreto (CL⁻) na atmosfera marinha penetram na camada de óxido e causarão corrosão intergranular. Por exemplo:
- No teste de pulverização de sal, as placas de alumínio 6061 mostraram picadas óbvias após 500 horas.
3. Corrosão galvânica
Quando em contato direto com metais como cobre e aço, o alumínio como ânodo acelera a corrosão. Por exemplo:
- A taxa de corrosão na articulação de alumínio-cobre pode ser aumentada 10 vezes.
4. Cinco maneiras de melhorar a resistência à corrosão de placas de alumínio
1. Tecnologia de tratamento de superfície
- Anodizing: gera um filme de óxido de espessura 20-30 μm, o que aumenta a resistência à corrosão em 5 vezes;
- Tintura de pulverização de fluorocarbono: o tempo de resistência ao spray de sal pode atingir mais de 3000 horas.
2. Otimização de modelos de liga
- 5083 placas de alumínio marinho (contendo 4,5% mg) são recomendadas para projetos costeiros;
- 1100 placas de alumínio puro (pureza 99%) são recomendadas para equipamentos químicos.
3. Design de isolamento
Ao se conectar com metais diferentes, use juntas de nylon ou vedações de borracha para bloquear a corrente.
4. Manutenção regular
Contaminantes de superfície limpa com um detergente neutro (pH 6-8) a cada 6 meses.
5. Monitoramento ambiental
Install ventilation equipment in high temperature (>60℃) or humidity>85% de ambiente.
V. Comparação da resistência à corrosão da placa de alumínio e outros metais
| Material|Taxa de corrosão atmosférica (μM/ano)|Vida do meio ambiente marinho (anos) |
| Aço de baixo carbono|50-100|5-10 |
| 3 0 4 aço inoxidável|0. 5-2|20-30 |
| 5 0 52 Placa de alumínio|0. 1-0. 5|50+ |
Conclusão
A placa de alumínio não enferruja em condições normais e sua camada protetora de óxido de alumínio fornece excelente resistência à corrosão. No entanto, medidas de proteção ainda são necessárias em condições extremas de ácido e álcalis, alto sal ou de contato galvânico. Através de seleção razoável de materiais (como ligas de 5 séries da série/6), tratamento de superfície (anodização) e controle ambiental, a placa de alumínio pode atender às necessidades de uso a longo prazo de construção, transporte, engenharia marinha e outros campos.