प्राकृतिक ऑक्साइड फिल्म
जब एल्यूमीनियम हवा के संपर्क में आता है, तो इसकी सतह ऑक्सीजन के साथ लगभग तुरंत प्रतिक्रिया करती है, जिससे एल्यूमीनियम ऑक्साइड, Al2O3 की एक पतली परत बन जाती है, जो आमतौर पर 2 से 10 नैनोमीटर मोटी होती है। लोहे और स्टील पर बनने वाली परतदार जंग के विपरीत, यह ऑक्साइड फिल्म घनी, चिपकी हुई और रासायनिक रूप से स्थिर होती है। यह नमी और ऑक्सीजन के संपर्क में आने से नीचे की धातु को सील कर देता है, इसलिए फिल्म बनने के बाद संक्षारण प्रतिक्रिया प्रभावी रूप से रुक जाती है। यदि सतह पर खरोंच होती है, तो खुला एल्युमीनियम फिर से ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और फिल्म खुद की मरम्मत करती है, यही कारण है कि एल्युमीनियम घटक बिना पेंटिंग के दशकों तक बाहरी संपर्क में रह सकते हैं।
एनोडाइजिंग और भूतल उपचार
औद्योगिक एल्यूमीनियम उत्पादों को अक्सर प्राकृतिक फिल्म की तुलना में अधिक मोटी सुरक्षात्मक परत की आवश्यकता होती है। एनोडाइजिंग ऑक्साइड परत को इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से लगभग 10 से 25 माइक्रोमीटर की नियंत्रित मोटाई तक बढ़ाता है, और एक सीलिंग चरण परत की हाइड्रोफोबिसिटी और स्थिरता में सुधार करता है। एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम का उपयोग वास्तुशिल्प प्रोफाइल, खिड़की के फ्रेम, इलेक्ट्रॉनिक्स और समुद्री हार्डवेयर के लिए किया जाता है, जहां कठोर सतह भी घर्षण का प्रतिरोध करती है। तटीय या उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में, लवण और संदूषकों के आसंजन को कम करने, सेवा जीवन को और बढ़ाने के लिए ऑक्साइड के ऊपर नैनो - हाइड्रोफोबिक कोटिंग लगाई जा सकती है। ये उपचार धातु की ताकत को नहीं बदलते हैं लेकिन सतह पर हमले के प्रतिरोध में काफी सुधार करते हैं।
एल्यूमिनियम बनाम स्टील संक्षारण
व्यवहार में स्टील से अंतर नाटकीय है। 3 प्रतिशत खारे पानी के विसर्जन परीक्षण में, स्टील संरचनाओं में आमतौर पर लगभग एक सप्ताह के भीतर जंग के धब्बे दिखाई देते हैं, जबकि एल्यूमीनियम सतहों पर एक महीने के बाद केवल छिटपुट ऑक्सीकरण के धब्बे दिखाई देते हैं। स्टील का क्षरण भी एक बार शुरू होने के बाद लगातार बढ़ता रहता है, जबकि एल्यूमीनियम का क्षरण तब रुक जाता है जब ऑक्साइड परत हमले को रोक देती है। रखरखाव एक ही पैटर्न का पालन करता है: स्टील संरचनाओं को हर 5 से 10 वर्षों में गैल्वनाइजिंग या फ्लोरोकार्बन पेंटिंग जैसे आवधिक जंग उपचार की आवश्यकता होती है, जबकि एल्यूमीनियम संरचनाएं अधिकांश वातावरणों में अपने पूरे सेवा जीवन के लिए रखरखाव मुक्त रह सकती हैं।
वास्तविक अनुप्रयोगों में प्रदर्शन
एल्यूमीनियम के संक्षारण प्रतिरोध को कुछ सबसे अधिक मांग वाली सेटिंग्स में काम पर रखा जाता है। फोटोवोल्टिक में, एल्यूमीनियम मिश्र धातु फ्रेम सौर मॉड्यूल के लिए मानक हैं क्योंकि उनकी सेवा का जीवन 30 से 50 वर्ष स्वयं कोशिकाओं के कामकाजी जीवन से अधिक है, और फ्रेम जीवन के अंत में अत्यधिक पुन: प्रयोज्य होते हैं। वास्तुकला में, आर्द्र जलवायु में एल्युमीनियम सनरूम और अग्रभाग आमतौर पर संरचनात्मक जंग के बिना 30 से अधिक वर्षों तक काम करते हैं, जबकि स्टील के समकक्ष छिपे हुए आंतरिक जंग से पीड़ित हो सकते हैं जो सुरक्षा संबंधी चिंताएं पैदा करता है। समुद्री वातावरण में, 5xxx श्रृंखला मिश्र धातुओं को विशेष रूप से चुना जाता है क्योंकि उनका ऑक्साइड व्यवहार उन्हें नमक स्प्रे में बरकरार रखता है।
जब एल्युमीनियम अभी भी संक्षारणित हो सकता है
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एल्युमीनियम हर स्थिति में जंग से प्रतिरक्षित नहीं है। मजबूत एसिड और क्षार ऑक्साइड फिल्म और उसके नीचे की धातु पर हमला कर सकते हैं, और इलेक्ट्रोलाइट की उपस्थिति में कुछ धातुओं के संपर्क से जंक्शन पर गैल्वेनिक क्षरण हो सकता है। डिजाइनर उपयुक्त मिश्रधातुओं का चयन करके, सुरक्षात्मक कोटिंग्स लगाकर और असमान धातुओं को अलग करके इन स्थितियों से बचते हैं। हालाँकि, अपनी इच्छित सेवा सीमा के भीतर, एल्यूमीनियम की स्वयं सुरक्षा ऑक्साइड परत के कारण ही यह स्टील की तरह जंग नहीं खाता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: एल्युमीनियम एक ऑक्साइड फिल्म क्यों बनाता है लेकिन स्टील नहीं बनाता है?
आयरन ऑक्साइड छिद्रपूर्ण, ढीला बंधा हुआ और परतदार होता है, जिससे ताजी धातु निकलती रहती है जिससे संक्षारण होता रहता है। एल्यूमिनियम ऑक्साइड घना होता है, मजबूती से बंधा होता है और सतह के अनुरूप होता है, धातु को नीचे से सील कर देता है ताकि प्रतिक्रिया जारी न रह सके।
प्रश्न: क्या एनोडाइज्ड एल्युमीनियम बाहरी उपयोग के लिए नंगे एल्युमीनियम से बेहतर है?
हाँ। एनोडाइजिंग प्राकृतिक ऑक्साइड परत को कुछ नैनोमीटर से 10 से 25 माइक्रोमीटर तक मोटा कर देता है, जिससे मौसम, यूवी जोखिम और घर्षण के खिलाफ बेहतर सुरक्षा मिलती है, यही कारण है कि वास्तुशिल्प एल्यूमीनियम आमतौर पर एनोडाइज्ड या लेपित होता है।
प्रश्न: क्या एल्युमीनियम समुद्री जल में संक्षारणित हो सकता है?
नंगा एल्युमीनियम समुद्री जल में जमा हो सकता है, लेकिन 5052 और 5083 जैसे समुद्री ग्रेड 5xxx मिश्र धातु विशेष रूप से खारे पानी के हमले का विरोध करने के लिए तैयार किए जाते हैं। उचित मिश्र धातु चयन और परिष्करण के साथ, एल्यूमीनियम नाव और अपतटीय घटक लंबी सेवा देते हैं।
प्रश्न: पेंटिंग के बिना एल्युमीनियम कितने समय तक बाहर रहता है?
सामान्य वायुमंडलीय परिस्थितियों में, एल्यूमीनियम संरचनाएं आमतौर पर पेंटिंग के बिना 30 साल या उससे अधिक समय तक चलती हैं क्योंकि स्वयं मरम्मत करने वाली ऑक्साइड फिल्म निरंतर सुरक्षा प्रदान करती है। कठोर तटीय या औद्योगिक वातावरण को एनोडाइजिंग या कोटिंग से लाभ हो सकता है।
प्रश्न: क्या ऑक्साइड फिल्म वेल्डिंग या फिनिशिंग को प्रभावित करती है?
ऑक्साइड परत एल्यूमीनियम की तुलना में बहुत अधिक तापमान पर पिघलती है, इसलिए इसे वेल्डिंग से पहले हटा दिया जाना चाहिए, और एनोडाइजिंग या रूपांतरण कोटिंग के दौरान इसे जानबूझकर हटा दिया जाता है और फिर से बनाया जाता है। मानक सतह तैयारी पद्धतियाँ इसे आसानी से संभाल लेती हैं।