Mes dažnai naudojame aliuminio foliją arba aliuminio folijos konteinerius. Atkreipkite dėmesį, kad kai kurios medžiagos neturėtų liestis su aliuminio folija. Šiame straipsnyje aptariamas aliuminio reakcijos su rūgštimis ir šarmais mechanizmas, taip pat praktiniai patarimai, kaip išvengti korozijos kasdienėje veikloje ir pramonėje.
1. Aliuminio reakcija su silpnomis rūgštimis
1. Actas, slyvų sultys, citrinų sultys, kečupas, gazuoti gėrimai ir kt. Priežastis: Silpnos rūgštys gali reaguoti su aliuminiu, sudarydamos aliuminio acetatą ir vandenilio dujas. Tai ne tik ėsdina talpyklą, bet ir gali ištirpti aliuminį, o tai kenkia sveikatai ilgalaikei laikymo rizikai.
2. Šarminiai tirpalai (pvz., valymui naudojami natrio hidroksido tirpalai), koncentruoti kepimo sodos tirpalai, tam tikros valymo priemonės. Priežastis: aliuminis ir jo oksido plėvelė gali reaguoti su stipriais šarmais, sudarydami aliuminatus ir vandenilio dujas, taip sugadindami konteinerio struktūrą.
3. Marinuoti maisto produktai (pvz., sūdytos daržovės, sūdyta mėsa), troškintas maistas, padažai ir kt. Reikšmė: aliuminio oksido plėvelė sudaro apsauginį sluoksnį, tačiau per stiprios ar agresyvios rūgštys gali jį pažeisti.
4. Laboratoriniai reagentai, tokie kaip vario sulfatas ir sidabro nitratas. Priežastis: aliuminis outstoja kitus metalus (pvz., varį ir sidabrą), o kartu oksiduojasi.
2. Reakcijos mechanizmas ir apsauginis oksido sluoksnis
Nes aliuminis turi natūralų oksido sluoksnį, jis savaime oksiduojasi, bet formuoja ploną, tankų Al2O3 sluoksnį, kuris veikia kaip efektyvus barjeras nuo tolimesnės korozijos. Šio sluoksnio susidarymas yra praktiškai momentinis, kai aliuminis patenka į atmosferą ar vandenį. Sluoksnis stipriai prilimpa prie pagrindinio aliuminio, todėl korozija apsaugo metalą vietoj jos plėtotės. Pažeidus plėvelę, greitai reaktuoja naujas oksido sluoksnis, kuris “gydo” pažeidimą.
3. Kodėl aliuminis nelaikomas rūdijusiu metalu?
Geresnis klausimas būtų: ar aliuminis rūdija? Nors aliuminis oksiduojasi, šių oksidų plėvelė yra patvarus barjeras, kuris apsaugo pagrindinį metalą nuo tolesnės korozijos. Skirtingai nuo geležies rūdų, kurie pleiskanoja ir tampa trapi, aliuminio oksidas nedaro destruktyvios kenkimo kilmės ir net sustiprina atsparumą korozijai.
4. Praktiniai skirtumai: geležies rūdys prieš aliuminio oksidą
| Savybė | Geležies rūdys | Aliuminio oksidas |
|---|---|---|
| Proceso pavadinimas | Rūdijimas | Oksidacijos plėvelės formavimasis |
| Cheminis pavadinimas | Hidratuota geležies oksidas Fe2O3·nH2O | Aliuminio oksidas Al2O3 |
| Išvaizda | Rausvai ruda, pleiskanojanti | Dažnai baltai pilkas, plonas, beveik nematomas |
| Poveikis metalui | Išbalina, tirpsta, silpnėja | Apsaugo nuo tolesnės korozijos |
| Ar rūdys? | Taip | Ne, sudaro apsauginį sluoksnį |
5. Kada aliuminis gali patirti kenksmingą koroziją?
Nors natūralus oksido sluoksnis yra labai efektyvus, tam tikromis sąlygomis aliuminis gali koroduoti:
- Labai rūgšta (žemas pH) arba labai šarminė (aukštas pH) aplinka gali suskaidyti oksido sluoksnį ir paskatinti koroziją.
- Galvaninė korozija: kai aliuminis kontaktuoja su kilmingesniu metalu elektrolito tirpale (pvz., druskos tirpalas), gali veikti kaip anodas, o tai reikalauja gerai apgalvotos izoliacijos ir dizaino.
- Chloridų jonų buvimas (pvz., jūros vanduo, druska) gali sukelti lokalų oksido plėvelės pažeidimą, nors aukštos kokybės lydiniai gali būti atsparūs šiems poveikiams.
6. Kaip didinti aliuminio atsparumą korozijai
Natūraliai aliuminis jau turi didelį atsparumą korozijai, tačiau galima dar labiau padidinti atsparumą įvairiais būdais:
- Anodavimas: elektrocheminis procesas, kai aliuminis veikia kaip anodas, formuojama storesnė Al2O3 plėvelė, kuri yra patvaresnė ir atsparesnė korozijai. Anoduotą aliuminį galima dažyti įvairiomis spalvomis.
- Miltelių danga: naudojami sausieji milteliai po kaitinimo sukuria patvarią ir dekoratyvią apsauginę dangą.
- Tapyba: skystieji dažai teikia papildomą apsaugą ir estetinį patrauklumą.
- Lydiniai: pasirenkant specifinius aliuminio lydinius galima pagerinti atsparumą korozijai tam tikrose aplinkose (pvz., jūrų klasei skirtiniai lydiniai).
7. Praktinės rekomendacijos kasdieniam naudojimui
Nors aliuminis nerūdi tradicine prasme, reikia atsižvelgti į aplinkos sąlygas ir medžiagų kontaktą su kitais elementais. Štai keli patarimai:
- Naudokite stiklines ar plastikinius hermetiškus indus marinuotoms ir rūgšties turinčioms medžiagoms.
- Venkite ilgalaikio kontakto su stipriomis rūgštimis ar šarmais įprastuose konteineriuose.
- Pasirinkite atitinkamus lydinius ir dangas, atsižvelgiant į eksploatacijos sąlygas (pvz., jūrų aplinka).
8. Į ką atsižvelgia pramoniniai sprendimai
Aliuminis ir varis gali sudaryti lydinius arba reikšmingai keisti vienas kitą elektrocheminėse sąlygose. Detaliai:
- Aliuminis yra lengvas metalas, pasižymintis geru elektros ir šilumos laidumu ir greitai formuojančiu oksidą, kuris saugo nuo tolimesnės korozijos.
- Varis taip pat turi gerą laidumą, o esant tam tikroms sąlygoms gali būti įtraukti į reakcijas su aliuminiu, nagrinėjantys lydinių kūrimą ir galvaninę koroziją.
- Huawei aliuminis siūlo platų lydinių pasirinkimą ir dangų sprendimus, siekiant užtikrinti ilgaamžiškumą įvairiose aplinkose.
9. Aktyvuotojo aliuminio katalizinė reikšmė industrijoje
Aktyvuotas aliuminio oksidas yra svarbus katalizės formos komponentas pramonėje, dažnai interpretuojamas kaip Al2O3 arba η-Al2O3 su specifiniu paviršiaus plotu 150-400 m2/g. Skirtingai nuo įprastos aliuminio oksidacijos, aktyvuotas alus turi didesnį paviršiaus plotą, kurio dėka katalizinis aktyvumas yra didesnis.
Porų struktūra (mezoporos): ji turi mezoporinę struktūrą (2-50 nm), kuri skatina reagentų difuziją. Kaip efektyvi ir ekonomiška katalizinė medžiaga, aktyvuotas aliuminio oksidas atlieka nepakeičiamą vaidmenį šiuolaikinėje chemijos pramonėje, tobulinant paruošimo technologijas ir kuriant apibūdinimo metodus, supratimą apie aktyvuoto aliuminio oksido katalizinį poveikį ir toliau gilina.
10. Anoduotas aliuminis - praktika ir paslaugos
Anoduotas aliuminis dažniausiai naudojamas dekoratyviniams, atspariems korozijai ir našumo didinimo tikslams. Anodavimo principas pagrįstas elektrocheminiu procesu, kai aliuminis yra anodas, o katodas - laidžioji medžiaga elektrolite. Veikiamas elektrinio lauko, aliuminis reaguoja su vandeniu, sudarydamas Al2O3 ir vandenilio jonus, atpalaiduojant elektronus. Elektrolitų pasirinkimas: sieros rūgštis (H2SO4), oksalo rūgštis (C2H2O4) ir chromo rūgštis (H2CrO4). Po anodavimo būtina atlikti sandarinimą, dažnai karštu vandeniu, garais ar nikelio druskų tirpalu, kad būtų uždarytos mikro poros. Huawei siūlo kokybiškas anodavimo paslaugas su kruopščia kontrole.
11. Ką svarbu žinoti apie išvengimą klaidų ir kontaktą su kitomis medžiagomis
Šioje srityje svarbu, kad aliuminis su kitomis metalų medžiagomis, pvz., varimi, gali formuoti lydinius arba elektrolitiniais tirpalais vykdyti cheminiai procesai. Toks kontaktas turi būti kruopščiai suprojektuotas ir izoliuotas. Tinkamai parinkti lydiniai ir dangos gali užtikrinti didesnį atsparumą korozijai ir ilgesnį tarnavimo laiką.
