铝会生锈吗（铝生锈和腐蚀的区别）

投稿专栏 • 2023年4月14日 13:39 • 阅读 3425

我们经常用“锈”这个词来表示腐蚀，但这两个词的意思并不相同。

生锈和腐蚀的区别

锈是铁或钢表面在氧化时形成的一种涂层，它是由于大气中的氧气和水分以及直接沉积在金属表面的任何水分而导致铁和氧气之间发生电化学反应的结果。如果没有水分，生锈过程将完全取决于大气中的氧气。

铁锈呈红褐色或棕黄色，呈片状，质脆。它可以是不同的类型，例如水合氧化铁或氧化铁-氢氧化物，即FeO(OH)或Fe(OH)3。

然而，任何类型的生锈都不能提供可靠的保护以防止进一步恶化。钢筋上会形成绿锈，钢筋用于海洋水下应用的水泥混凝土支柱。在这种情况下，铁在没有大气氧气存在的情况下与氯化物发生反应。

随着生锈的形成，钢铁金属部件失去了完整性，因为锈层逐渐形成，由于其脆性而像鳞片一样从母体金属上剥落和脱落。生锈会削弱金属部分。它还能促进细菌等生物体的生长，并导致美学问题。在适当的时候，母体金属将完全转化为锈片，不会留下母体金属的痕迹。

铝氧化

另一方面，由于大气中氧气的存在，铝的氧化是一种电化学反应，称为腐蚀。这与生锈不同，因为在这种情况下完全没有剥落和剥落过程。通常，由于氧化，表面会形成一层4nm厚的薄氧化铝(Al₂O₃)膜，由于膜不易碎，可保护基板免受进一步腐蚀。氧化铝膜在水存在下相当稳定。

但是，水的pH值可能会影响薄膜的稳定性。当Al₂O₃膜与氯化物接触时，开始形成六氯化二铝。当水分存在时，由于钝化的Al₂O₃膜被刺穿，会导致缝隙腐蚀和点腐蚀。

铝青铜等合金利用了铝在氧化过程中形成的钝化膜。氧化膜的外观可以识别为暗灰色层。在氧化过程中，薄膜变硬，在受影响金属的暴露表面上提供稳定的保护涂层。初始氧化过程中产生的保护性Al₂O₃层完全阻止了进一步的电化学劣化。

在某些应用中，氧化铝膜被反复擦掉并且氧化膜的重建受到阻碍，碱性和酸性环境很容易促进铝及其合金的局部点蚀。局部点蚀将更多的母体金属暴露在环境中，因此任何新形成的保护膜都会被破坏，因此点蚀会继续发展。点蚀会导致整个表面出现难看的孔洞，并伴随着强度降低和疲劳裂纹的萌生。然而，某些铝合金具有更高的耐腐蚀性。

硬质氧化铝膜也可以在工厂中通过称为阳极氧化的工艺有意形成。等离子电解氧化过程导致在表面形成硬度更高的结晶Al₂O₃。

因为Al₂O₃是两性的，所以它与酸和碱反应。与NaOH反应生成硬度高、熔点高的铝酸钠。它也是电的绝缘体。

铝不会生锈，因为它不含铁颗粒。但是，在周围空气中容易获得的氧气存在的情况下，它很容易受到腐蚀。铝和氧之间的电化学反应会形成一层薄而硬的氧化铝保护膜。