Procesele Corozive ale Aluminiului

1. Coroziunea

Date generale

Coroziunea este o reacţie chimică, electrochimică sau biochimică sub acţiunea mediului înconjurător prin care o substanţă este distrusă, dizolvată sau micşorată parţial sau complet. Termenul de coroziune este în special folosit pentru a defini acţiunea treptată asupra metalelor a unor agenţi naturali, cum ar fi aerul sau apa sărată. [3]

Unele metale, cum ar fi aluminiul, chiar dacă sunt foarte active din punct de vedere chimic, nu prezintă urme de coroziune sub condiţii normale de atmosferă. De fapt, aluminiul se oxidează repede, şi un strat subţire, continuu şi transparent de oxid se formează pe metal, protejându-l de la o extindere rapidă a ruginei. Plumbul şi zincul, chiar dacă sunt mai inactive decât aluminiul sunt protejate similar de aceste straturi subţiri de oxid. Cuprul însă, un metal comparativ, este oxidat încet de către aer şi apă în prezenţa unor acizi slabi, cum ar fi acidul carbonic, producând o substanţă verde şi poroasă care nu este altceva decât carbonat de cupru. Aceste produse verzi ale coroziunii, supranumite şi cocleli, apar pe aliajele din cupru cum ar fi alama sau bronzul, şi de asemenea pe cupru pur.

Pagubele provocate economiei naţionale de către coroziune ating proporţii uriaşe. Conform datelor existente, aproape o treime din producţia mondială de metal este scoasă din uz datorită coroziunii. Întrucât numai circa două treimi din metalul corodat se recuperează prin topire, inseamnă că circa 10% din producţia mondială se pierde definitiv ca urmare a acţiunii de distrugere a coroziunii. [5]

Pagubele datorită coroziunii sunt adesea legate nu numai de pierderile de metal ci şi de scoaterea din funcţiune a unor instalaţii întregi, pentru a căror prelucrare şi montare se cheltuieşte mai mult decât costul materialului din care sunt făcute. Dacă pentru şinele de cale ferată costul materialului depăşeşte costul de fabricaţie, pentru alte produse cum ar fi maşinile, avioanele, aparatele de precizie etc., costul de fabricaţie depăşeşte cu mult costul materialului.

Termenul de coroziune este convenţional şi cuprinde o serie de procese, de schimbări chimice şi electrochimice prin care metalele trec dintr-o formă elementară într-o formă combinată. Această trecere este posibilă deoarece în natură, în mod obişnuit, metalele se găsesc sub formă combinată ca: oxizi, carbonaţi, hidroxizi, a căror energie liberă este mai mică decât a metalului pur, ceea ce determină tendinţa naturală a metalelor de a trece la forme cu energie liberă mai redusă. [3]

Atacul chimic direct este posibil la toate materiile prime folosite în industrie, în timp ce atacul electrochimic nu apare decât la metale, deoarece numai ele posedă electroni liberi. Materialele sintetice nu posedă această structură ele fiind de obicei supuse degradării numai prin atac chimic.

După mecanismul de desfăşurare se pot distinge două tipuri de coroziune : [6]

- coroziunea chimică care se referă la procesele de distrugere a metalelor şi aliajelor care se produc în gaze uscate, precum şi în lichide fără conductibilitate electrică şi în majoritatea substanţelor organice ;

- coroziunea electrochimică se referă la procesele de degradare a metalelor şi aliajelor în soluţii de electroliţi, în prezenţa umidităţii, fiind însoţite de trecerea curentului electric prin metal.

Atât coroziunea chimică, cât şi cea electrochimică, fiind procese ce se desfăşoară la interfaţa metal-gaz, fac parte din categoria reacţiilor eterogene şi se supun legilor generale ale cineticii acestor reacţii.

În practică, fenomenele de coroziune sunt în mod frecvent extrem de complexe şi apar sub diferite forme, motiv pentru care o clasificare riguroasă a tuturor acestor fenomene este greu de efectuat.

Din punct de vedere chimic, coroziunea se bazează pe o reacţie de forma:

În funcţie de aspectul distrugerii, coroziunea se clasifică în: [6]

- coroziune continuă;

- coroziune locală.