Eins og við öll vitum, ryður málmafurðir með járni sem aðalþáttinn venjulega ef ekki er rétt varið (nema ryðfríu stáli). Þetta er vegna þess að járnatómin á málmyfirborði sameinast súrefni í loftinu til að framleiða járnoxíð. Járnoxíð virðist rauðbrúnt, sem er algengur ryð, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.
Ástæðan fyrir því að ryðfríu stáli ryðnar ekki er sú að efnasamsetning þess inniheldur hvorki meira né minna en 10,5% króm. Þegar ryðfríu stáli er útsett fyrir lofti eða vatni mun krómhlutinn bregðast við súrefni fyrir járn og mynda mjög þéttan passivation lag og verja þannig ryðfríu stáli fylkið gegn frekari oxun og tæringu.
Reyndar er ál það sama og járn. Ál og málmblöndur þess munu einnig bregðast við álatómum á yfirborði sínu og súrefni í loftinu til að framleiða áloxíð, en liturinn er grár eða dökkgrár, ekki ryð. Hins vegar leikur þetta áloxíð sömu virkni og krómoxíð í ryðfríu stáli og myndar verndandi lag á málmflötinni til að koma í veg fyrir frekari oxun innri málmsins, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.
Í reynd höfum við séð nokkra stálhluta ryðga sérstaklega illa og sumir ryðga í gegn, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan, meðan ál er sjaldgæft. Ég velti því fyrir mér hvort þú hafir spurningu hér: Af hverju getur áloxíð og krómoxíð myndað verndandi lag, en járnoxíð getur það ekki?
Reyndar er lykillinn hér hvort myndaða oxíðlagið er þétt eða ekki. Ef oxíðlagið er mjög þétt er það erfitt fyrir ytri ætandi efnasambönd (svo sem klóríð, súlfíð osfrv.) Að komast inn í innréttinguna til að tærast nýja málma, svo frekari tæring mun ekki eiga sér stað. Eftirfarandi mynd er samanburður á áli og járnoxíðum. Járnoxíð er laust og porous og það er auðvelt að afhýða það, meðan áloxíð er þétt og passar þétt að undirlaginu.
Þá vaknar spurningin aftur, af hverju er járnoxíð ekki þétt og passar ekki? Þetta krefst ítarlegri þekkingar á efnafræði og eðlisfræði til að skýra. Vegna margbreytileika meginreglunnar um ryð er það ekki ljóst í einni eða tveimur setningum, en við getum einfaldlega útskýrt það:
Reyndar, ef loftið er algerlega þurrt (án raka), er járnoxíð (hvort Fe2O3 eða Fe3O4) einnig stöðugt efnasamband sem mun ekki valda flögnun yfirborðsins og frekari tæringu innri málmsins. Raunveruleg ástæða fyrir ryðinu að falla af og tærast að innan er vökva járnoxíð Fe2O3 · NH2O og járnhýdroxíð (Feo (OH) Fe (OH) 3), sem eru meginþættir ryðsins sem við sjáum í daglegu lífi. Eftir að vökva járnhýdroxíðið sameinast járni stækkar það að magni og er auðvelt að bulla og sprunga. Aftur á móti gerir það einnig að verkum að það getur ekki fylgt járn fylkinu á áhrifaríkan hátt og auðvelt er að afhýða það. Þegar glerið afhjúpar nýja málminn undir mun það oxast og ryðga aftur og síðan mun hringrásin endurtaka þar til allir málmarnir eru ryðgaðir og tærðir.
Við venjulegar aðstæður mun áloxíð ekki bregðast við vatni og mun ekki „ryðga“ eins og járn, en það mun tærast við nokkrar erfiðar aðstæður. Til dæmis, við sterka sýru eða sterkar basa aðstæður, verður niðurbrotshraði oxíðlagsins á yfirborði áls hærra en myndunarhraði þess. Til að forðast þetta ástand ætti að nota ál án nokkurrar yfirborðsmeðferðar á pH sviðinu 4,5 til 8,5.
Önnur algeng orsök tæringar áli er rafefnafræðileg tæring. Þegar tveir mismunandi málmar eru á kafi í vatni myndast veik rafhlaða eða hringrás. Þetta veldur því að rafeindir renna á milli málma og tæma rafefnafræðilega virkari málma. Ál hefur meiri rafefnafræðilega möguleika en flestir aðrir málmar, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan. Þess vegna, ef hringrás er mynduð á milli áli og mildu stáli eða ryðfríu stáli, mun áli fljótt tærast.
Mynd frá tæringar- og tæringarvarnarhandbókinni
Þess vegna þýðir það ekki að áli sé ekki tilhneigingu til ryðs og tæringar og ekki er krafist meðferðar gegn tæringarmeðferð. Þegar áli er í hættu á tæringu er viðeigandi meðferð enn nauðsynleg, svo sem anodizing, dufthúð, einangrun einangrunar osfrv.(文章来源: imechanics 机械)
