Hliník a jeho slitiny mají díky tvorbě dobře držící a kompaktní oxidové vrstvy relativně dobrou odolnosti proti korozi. Vytvořený oxid hlinitý se však rozpouští jak v kyselých, tak zásaditých prostředích. Jestliže se na hliníkových površích usadí nečistoty a kaly, může pod vrstvou úsad docházet ke vzniku korozních míst. Co způsobuje korozi? Jak vzniká galvanická koroze? Jak zabránit oxidaci hliníku? A jak zastavit korozi hliníku? Tomu se věnuje dnešní článek.
Koroze hliníku
Co je to koroze? Koroze je samovolné a postupné narušení kovů nebo nekovových organických a anorganických materiálů. Narušení probíhá vlivem chemické či elektrochemické reakce s okolním prostředím. Hlavním činitelem je atmosférický kyslík. Jedná se o samovolné, vzájemné působení mezi prostředím a materiálem, které má za následek znehodnocování materiálu.
Koroze hliníku dělíme na čtyři druhy:
- Důlková koroze (pitting)
- Galvanická koroze
- Koroze z vnitřního pnutí
- Mezikrystalická koroze
Důlková koroze hliníku
Dochází k lokálnímu narušení. Vzniká za přítomnosti chloridů (> 200mg/l), při znečištění povrchu, v jehož důsledku vznikají rozdíly v koncentraci kyslíku, v přítomnosti dalších kovů na povrchu (například částečky železa). Vzniklý důlek může vést až k perforaci materiálu.
Galvanická koroze hliníku
Vzniká, pokud je v systému přítomen ušlechtilejší kov (měď, železo, nerezová ocel, apod.). Rychlost tohoto typu koroze závisí na velikosti rozdílu potenciálu mezi přítomnými kovy, elektrické vodivosti prostředí a poměru povrchů obou kovů. Galvanická koroze vzniká, když je hliník v přímém kontaktu s částečkami ušlechtilejšího kovu, nebo jsou-li ve vodě přítomny ionty tohoto kovu.
Koroze z vnitřního pnutí
Vznik trhlin, které mohou mít za následek úplný zlom. Probíhá mezikrystalicky a nevykazuje viditelné produkty koroze. Riziko zvyšují chloridové ionty ve vodě.
Mezikrystalická koroze
Probíhá u nehomogenního materiálu. Vzniká na hranici zrn. Jestliže vedle sebe leží méně ušlechtilý a ušlechtilý materiál, v místě hranice zrn se tvoří galvanické částice. V přítomnosti elektrolytu (vody) se méně ušlechtilé části rozpustí. Platí především u hliníkových slitin.
Co způsobuje korozi?
Odolnost kovu vůči vnějším vlivům je dána tloušťkou vrstvy oxidu na jeho povrchu. Hlavní vlastností a rozdílem hliníkových slitin je schopnost regenerace a téměř úplné obnovy jejich původních vlastností. Za normálních podmínek vrstva oxidu chrání povrch a zabraňuje kovovým částicím reagovat s okolními molekulami kyslíku.
Při interakci s bázemi vznikají deriváty sodíku a při interakci s kyselinami se uvolňují oxidy a soli. Jakýkoli typ kyseliny může zničit vrstvu oxidu a následně i povrch hliníku.
Slitiny hliníku mohou být poškozeny vnějším prostředím, chemickými činidly a teplotou. V některých případech se elektrický proud může stát katalyzátorem procesu. Schopnost chovat se pasivně v určitých agresivních prostředích je hlavním kritériem odolnosti kovu vůči korozi. Ochrana hliníku proti korozi závisí na následujících parametrech:
- koncentrace agresivního činidla,
- okolní teploty,
- přítomnost procesních katalyzátorů,
- kvalita slitiny,
- stav povrchové oxidové vrstvy.
Čistota slitiny je rozhodujícím faktorem. Pokud má hliník mnoho cizích nečistot, vzduchových kapes a vad odlitku, pak je koroze hliníku intenzivnější. Při interakci s kyslíkem přechází hliník do pasivního stavu. Při prvním kontaktu se vzduchem je povrch pokryt vrstvou oxidu o tloušťce několika mikrometrů. Sloučeniny síry obsažené v průmyslových výfukových plynech nemají na slitinu žádný vliv. Jakmile se však v prostředí objeví alkálie, aktivuje se proces rozkladu. K tomu stačí i pokojová teplota. Příkladem je koroze některých prvků umístěných v motorovém prostoru.
Jak zabránit oxidaci hliníku?
Účinný způsob, jak zabránit oxidaci hliníku, je dbát na návaznost a vzájemnou snášenlivost používaných materiálů. Hliník by neměl být v příliš kyselých (pH <4,5), ani zásaditých (pH >8,5) prostředích.
Hliníkové díly by neměly být nikdy skladovány v přímém vzájemném kontaktu s ostatními materiály, ve skladovacích prostorách s proměnlivými klimatickými podmínkami, ani na vlhkém nebo znečištěném dřevě. Brusné prostředky (pady, smirkový papír apod.), jimiž byly předtím opracovávány jiné kovy, by s hliníkem neměly vůbec přijít do styku.
Jak zastavit korozi hliníku?
Při selhání ochrany hliníku proti rzi je potřeba provést intenzivní opatření. Zkorodovaný hliník se však velmi snadno čistí. Nejefektivnější je chemické zastavení koroze. Umožňuje obnovit původní vlastnosti povrchu hliníku. Používání chemikálií však může mít i opačný účinek a zanechávat za sebou „chemické zbytky“. Zkorodovaný hliník lze čistit i mechanicky.
Hliníkové výrobky lze specificky chránit proti korozi zesílením vrstvy oxidu eloxováním nebo povrchovými úpravami, jako je lakování. Během eloxování je vrstva těsnícího oxidu vytvořena uměle. Chrání hliník před reakcí s vodou a vzduchotěsně jej utěsňuje.
Hliník lze navíc chránit před korozí změnou slitiny. Díky pouhým několika procentům hořčíku je odolný vůči mořské vodě, a proto vhodný pro stavbu lodí.
Tereza vystudovala práva na Masarykově univerzitě v Brně. Má dlouholetou praxi, od roku 2012 se živí jako redaktorka, novinářka, reportérka a překladatelka. Psaním se zabývá i ve svém volném čase a jejím snem je jednou vydat svoji vlastní knihu. Miluje pečení a svým blízkým s oblibou připravuje dorty a jiné dobroty.