مشاوره و فروش
02137163
همه ما آلومینیوم را به خاطر مقاومت به خوردگی بالایش می‌شناسیم. مقاومت خوردگی آلومینیوم ناشی از تشکیل یک لایه نازک، چسبنده و پایدار اکسید بر سطح آن است که معمولاً بین ۲ تا ۵ نانومتر ضخامت دارد. این لایه اکسیدی به عنوان یک مانع در برابر اکسیژن و رطوبت عمل کرده و از اکسیداسیون بیشتر فلز جلوگیری می‌کند. با این حال، این لایه اکسیدی در شرایط خاصی ممکن است آسیب ببیند. عواملی مانند آسیب‌های مکانیکی، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا تغییرات محیطی می‌توانند باعث از بین رفتن این لایه شده و به این ترتیب خوردگی ورق آلومینیوم رخ می‌دهد. در ادامه این پدیده را بیشتر توضیح می‌دهیم.
خوردگی و زنگ زدگی دو پدیده متفاوت در زمینه آسیب‌شناسی مواد هستند که در بیشتر موارد به اشتباه در یک مفهوم مطرح می‌شوند. خوردگی، به فرایند کلی اکسیداسیون یک ماده تحت تأثیر عوامل محیطی اشاره دارد؛ در حالی که زنگ زدگی معمولاً به اکسیداسیون آهن و تشکیل اکسیدهای قرمز رنگ آن گفته می‌شود. در آلومینیوم، فرایند خوردگی به دلیل تشکیل لایه نازک و پیوسته اکسید آلومینیوم، به شکلی متفاوت از زنگ زدگی آهن اتفاق می‌افتد. این لایه اکسید به سرعت پس از قرارگیری آلومینیوم در معرض هوا تشکیل شده و مانعی حفاظتی در برابر نفوذ رطوبت و یون‌های خورنده محسوب می‌شود. در نتیجه، حتی در مواجهه با شرایط محیطی نامساعد، آلومینیوم به ندرت دچار تخریب کامل می‌شود. در مقابل، زنگ زدگی در آهن ناشی از اکسیداسیون سریع و تولید اکسیدهای حجیم است که ساختار فلز را تخریب کرده و باعث تغییراتی چون کاهش مقاومت مکانیکی و تغییر شکل ظاهری می‌شود.همچنین، قیمت ورق آلومینیوم تحت تأثیر عواملی چون آلیاژ، ضخامت، روش تولید و شرایط بازار قرار دارد. برای انتخاب ورق آلومینیوم مناسب با خواص مطلوب، بررسی هزینه‌ها و نیازهای پروژه بسیار مهم است.
خوردگی حفره‌ای یکی از رایج‌ترین و موضعی‌ترین انواع خوردگی است که ورق‌های آلومینیوم را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این نوع خوردگی زمانی رخ می‌دهد که یون‌های حمله‌کننده (به ویژه یون‌های کلراید موجود در محیط‌های شور یا در شرایط استفاده از نمک‌های ضدیخ) به لایه اکسید محافظ طبیعی آلومینیوم را نفوذ کرده و آن را از بین می‌برند. در طول زمان، این حفره‌ها ممکن است به یکدیگر ملحق شده و نهایتاً منجر به ایجاد سوراخ‌های جدی یا خرابی ساختاری شوند.
خوردگی شیاری هم نوع دیگری خوردگی است آلومینیوم را تحت تاثیر قرار می‌دهد. این نوع خوردگی بیشتر در
نواحی محدود یا محصور رخ می‌دهد که در آن‌ها یک الکترولیت، مانند آبی حاوی نمک‌های حل‌شده، به دام می‌افتد. در این نواحی، تامین محدود اکسیژن باعث ایجاد محیطی موضعی با pH و غلظت یون‌های متفاوت می‌شود که در نهایت به تخریب لایه غیرفعال اکسید و آغاز خوردگی منجر می‌گردد.
نوع دیگری خوردگی هم داریم که در امتداد مرزهای دانه‌های آلیاژهای آلومینیوم رخ می‌دهد. به ویژه در آلیاژهایی که به درستی عملیات حرارتی نشده‌اند یا تحت شرایط «حساس‌شده» قرار گرفته‌اند—وضعیتی که در آن رسوبات در مرزهای دانه شکل می‌گیرند و نواحی مجاور از عناصر مقاوم به خوردگی خالی می‌شوند—مشاهده می‌شود. خوردگی در این مسیرهای ضعیف شده پیشرفت می‌کند و می‌تواند یکپارچگی مکانیکی ورق آلومینیوم را به خطر اندازد.
در ادامه به مهم‌ترین علل خوردگی ورق آلومینیوم اشاره می‌کنیم:
دما تأثیر قابل توجهی بر سرعت واکنش‌های خوردگی دارد. دماهای بالا می‌توانند باعث افزایش نفوذ گونه‌های خورنده از طریق لایه اکسید شوند و نرخ واکنش‌ها را در مرز بین فلز و اکسید افزایش دهند. در صنایعی مانند خودروسازی و هوافضا که ورق‌های آلومینیومی در معرض دماهای بالا قرار دارند، لایه اکسید ممکن است پایداری خود را از دست داده و نرخ خوردگی افزایش یابد. علاوه بر این، تغییرات حرارتی متناوب می‌تواند باعث ترک‌خوردگی در لایه اکسید شود که نقاط ورودی برای مواد خورنده ایجاد می‌کند.
رطوبت یکی از مهم‌ترین عوامل محیطی مؤثر بر خوردگی آلومینیوم است. در محیط‌های با رطوبت نسبی بالا یا چرخه‌های خشک و مرطوب متناوب، تجمع رطوبت بر سطح آلومینیوم واکنش‌های الکتروشیمیایی را تسهیل می‌کند. تحقیقات نشان داده‌اند که حتی مقادیر کمی از آب همراه با اکسیژن محلول می‌توانند باعث تخریب لایه اکسید و آغاز خوردگی موضعی شوند.
یون‌های کلرید (Cl⁻) تأثیر مخربی بر آلومینیوم دارند. این یون‌ها می‌توانند به لایه اکسید نفوذ کرده و موجب خوردگی حفره‌ای شوند و این اتفاق در محیط‌هایی مانند مناطق ساحلی یا مکان‌هایی که از نمک‌های یخ‌زدا استفاده می‌شود، بیشتر اتفاق می‌افتد. وقتی که لایه محافظ آسیب ببیند، یون‌های کلرید باعث رشد سریع حفره‌های خوردگی می‌شوند که ممکن است منجر به تخریب ساختاری شوند.
مقدار pH هم محیط اطراف نقش تعیین‌کننده‌ای در خوردگی آلومینیوم دارد. شرایط بسیار اسیدی یا قلیایی می‌توانند یکپارچگی لایه اکسید را مختل کنند. در محیط‌های اسیدی، لایه اکسید حل شده و در محیط‌های قلیایی، تشکیل ترکیبات محلول آلومینات (Al(OH)₄⁻) می‌تواند منجر به حل شدن فعال آلومینیوم شود.
آلاینده‌های جوی مانند دی‌اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق می‌توانند اثرات مخربی بر آلومینیوم داشته باشند. این آلاینده‌ها در صورت حل شدن در رطوبت، ترکیبات اسیدی ایجاد کرده و باعث کاهش pH الکترولیت سطحی آلومینیوم می‌شوند که منجر به تسریع در تخریب لایه اکسید محافظ می‌گردد.
همانطور که می‌دانیم ورق‌های آلومینیومی معمولاً به‌صورت خالص استفاده نمی‌شوند، بلکه با عناصری مانند مس، منیزیم، سیلیکون، منگنز و روی آلیاژ می‌شوند. این عناصر علاوه بر بهبود خواص مکانیکی، بر رفتار خوردگی نیز تأثیر دارند. برای مثال، ذرات غنی از مس می‌توانند به عنوان سایت‌های کاتدی عمل کرده و خوردگی گالوانیکی موضعی را تسریع کنند.
علاوه بر ترکیب، ریزساختار آلیاژهای آلومینیوم، از جمله اندازه دانه، توزیع فازها و ترکیب بین‌فلزی، بر خوردگی تأثیر دارد. مرز دانه‌ها به دلیل انرژی بالاتر، مستعد شروع خوردگی هستند. همچنین، رسوب ذرات فاز دوم در مرز دانه‌ها با ایجاد سلول‌های میکروگالوانیکی باعث افزایش نرخ خوردگی می‌شود.
از قدیم گفته‌اند که پیشگیری بهتر از درمان است و هزینه جلوگیری از خوردگی آلومینیوم به مراتب خیلی کمتر از قیمت ورق آلومینیوم جدید است. تاکنون محققان روش‌های مختلفی را برای کاهش خوردگی آلومینیوم به کار گرفته‌اند. مثلا یکی از پرکاربردترین روش‌های پیشگیری از خوردگی ورق‌های آلومینیومی آنودایز است. آنودایزینگ یک فرآیند الکتروشیمیایی است که در آن پوشش اکسیدی طبیعی آلومینیوم به‌وسیله افزایش ضخامت تقویت می‌شود. در این فرآیند، قطعه آلومینیومی به عنوان آند در یک سل الکترولیتی قرار می‌گیرد و طی این فرایند پوشش اکسیدی ضخیم‌تر و یکنواخت‌تری تشکیل می‌شود.
روش دوم محافظت از آلومینیوم در برابر خوردگی که خیلی گسترده‌تر است، اعمال پوشش‌های مختلف روی ورق آلومینیوم است. از دیرباز پوشش‌دهی یکی از بهترین روش‌ها برای پیشگیری از خوردگی بوده و در آلومینیوم هم از انواع پوشش‌ها مثل پوشش‌های تبدیل شیمیایی، پوشش‌های ارگانیک، پوشش‌های پودری برای کاهش اثر خوردگی استفاده می‌شود.
پوشش‌های ارگانیک مانند رنگ‌ها، لاک‌ها و وارنیش‌ها، به‌عنوان سد فیزیکی عمل کرده و آلومینیوم را از تماس مستقیم با محیط خورنده جدا می‌کنند. پوشش‌های پودری به‌صورت خشک بر روی سطح اعمال شده و سپس در دمای بالا پخت می‌شوند تا فیلم پیوسته و مقاومی ایجاد شود.
علاوه بر روش‌های شیمیایی، استفاده از فیلم‌های پلیمری به‌عنوان سد فیزیکی نیز می‌تواند ورق‌های آلومینیومی را در برابر عوامل خورنده محافظت نماید. در این روش، فیلم‌های نازک پلیمری مانند پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن بر روی ورق‌های آلومینیومی لایه‌بندی می‌شوند و به این ترتیب مانع نفوذ رطوبت، اکسیژن و مواد شیمیایی خورنده می‌گردند. در بسیاری از موارد، بهترین نتایج با استفاده از ترکیبی از این روش‌ها حاصل می‌شود؛ به عنوان مثال، آنودایزینگ به‌همراه یک پوشش ارگانیک نهایی می‌تواند بیشترین تاثیر در کاهش خوردگی را از خود نشان دهد.
در این مقاله، به بررسی دقیق خوردگی ورق آلومینیوم پرداخته شد. آلومینیوم به خاطر تشکیل لایه نازک اکسید آلومینیوم در تماس با اکسیژن، دارای خاصیت خودترمیمی و مقاومت نسبی در برابر خوردگی است؛ امّا شرایط محیطی نظیر حضور یون‌های کلرید یا pH نامناسب می‌تواند به تخریب این لایه و بروز خوردگی حفره‌ای یا شیاری منجر شود. برای اینکه از خوردگی ورق آلومینیوم جلوگیری کنیم، باید عوامل ایجاد را شناخته و از آن‌ها دوری کنیم. برای خرید انواع ورق آلومینیوم شما عزیزان می‌توانید با کارشناسان خبره ما در ارتباط باشید.
