Химическая стойкость и коррозийная устойчивость алюминия

Впервые алюминий был создан химическим путем в конце 20-х годов 19 столетия Велером. Немного позже француз Девиль выделил его, используя электрохимический способ.

Содержание этого металла в природных условиях одно из самых высоких и достигает почти 8% от всей массы металлов.

Среди физических свойств упомянем его отличную пластичность, высокую способность к электрической и тепловой проводимости. Плавится алюминий при достижении температуры 600ºС. Охарактеризуем основные его свойства: химическую активность и устойчивость к коррозии.

Характеристика химической активности

Одна из особенности алюминия заключается в его довольно активной химической реакции со следующими элементами:

сера;
углерод;
кислород.

Последний имеет весьма высокую степень взаимодействия с алюминием. Для данного процесса характерно образование окисной пленки, обладающей хорошей прочностью. Она плотная и на ее поверхности отсутствуют поры. Именно это покрытие предохраняет металл от более глубоких окислительных процессов.

Скорость окисления зависит от нескольких факторов:

температуры (при отметке выше уровня плавления, скорость взаимодействия с кислородом увеличивается);
наличие других металлов в алюминии в виде примесей;
если металл находится в состояния мелкой раздробленности, то при температуре выше 600ºС происходит его полное сгорание.

Какие элементы усиливают степень химической активности с кислородом? Это магний, кремний, медь, натрий и другие.

Алюминиевый сплав с большим процентом магния создает на поверхности рыхлую окисную пленку, в результате окисление значительно ускоряется. Мощнейшим катализатором оксидирования алюминия считается ртуть. Ее появление провоцирует практически стопроцентную оксидацию металла.

Коррозийная стойкость алюминия

Одна из причин широкого применения этого химического элемента в промышленности – это устойчивое противодействие возникновению на поверхности алюминиевых деталей ржавчины. Фактически, чем чище металл, тем лучше его противокоррозийные свойства. Эту возможность алюминий лучше всего проявляет в таких средах:

морская вода;
различные органические кислоты (уксусная, лимонна и другие);
азотная, серная кислоты (полностью концентрированными);
аммиак, сероводород, а также натриевые и магниевые соли;
крайне слабое взаимодействие с борной кислотой.

Практически полное растворение алюминия наблюдается при его столкновении со следующими веществами:

с указанными выше кислотами при определенной степени концентрации (серная кислота — от 10%, азотная — 80%);
щелочные растворы, соляная и бромистоводородная кислоты.

Причина того, что алюминий не поддается распаду в химически агрессивных средах заключается в наличии упомянутой выше защитной оксидной пленке, образующейся при взаимодействии металла с воздухом. Там, где на поверхности алюминиевых элементов выступают примеси других веществ, этот щит рушится, что приводит к активной коррозии.

В результате экспериментов, в которых тестировались два типа алюминия на антикоррозийные свойства, выяснилось, что лучший показатель у рафинированного металла, произведенного электролитическим способом. Технически чистый алюминий здесь уступает электролитическому более чем в три раза. Иногда гораздо больше.

Исследования показали, что способность последнего противостоять коррозийным процессам зависит от процента содержания меди.

В справочной литературе можно ознакомиться с зависимостью антикоррозийных свойств алюминия от содержания в нем разных примесей.