Nhôm nguyên chất
Ở 25oC thế điện cực tiêu chuẩn của nhôm 3
o Al
Al
E + = −1,66 V rất âm nên không bền nhiệt động học. Trong không khí nhôm được bảo vệ nhờ màng oxit Al2O3 có độ dày khoảng 5 ÷ 20 nm cho nên giá trị thế điện cực dương hơn, vì thế nhôm bền trong không khí ngay cả khi có SO2, cũng như trong nước.
Thế điện cực của nhôm trong dung dịch NaCl 3% bằng – 0,55 V.
Trong dung dịch có pH > 4, ion Al3+ kết hợp với OH– tạo ra Al(OH)3 khó tan và sau đó chuyển thành Al2O3.nH2O.
Khi tăng pH của môi trường Al có thể bị ăn mòn vì oxit nhôm và hiđroxit nhôm là lưỡng tính. Sự ăn mòn nhôm trong môi trường kiềm kèm theo sự giải phóng H2.
Phản ứng anot: Al + 4OH– U [Al(OH)4]– + 3e
Phản ứng catot: 3H2O + 3e U 3
2H2 + 3OH– Phản ứng tổng cộng: Al + 3H2O + OH– U [Al(OH)4]– + 3
2H2
Trong các axit HNO3, H3PO4 và H2SO4 loãng Al không bị ăn mòn. Trong các axit HCl, HF, H2SO4 Al bị hoà tan. Nếu trong dung dịch chứa các ion Hg2+, Al bị hoà tan nhanh tạo ra hỗn hống. Nhôm nguyên chất có độ bền cơ học kém, vì vậy dùng hợp kim nhôm song độ bền chống ăn mòn của các hợp kim lại kém so với nhôm nguyên chất. Có thể cán lên bề mặt hợp kim nhôm một lớp nhôm nguyên chất để tăng độ bền chống ăn mòn.
Hợp kim nhôm
Đa số hợp kim nhôm có tính bền cơ học cao và được sử dụng rất rộng rãi trong kiến trúc, xây dựng và các ngành công nghệ cao sản xuất ô tô, máy bay, các dụng cụ nhà bếp. Trong môi trường trung tính, khi có mặt ion Cl–, hợp kim nhôm thường bị ăn mòn điểm.
Trừ các nguyên tố Zn, Be, Mg, khi nhôm tiếp xúc với các nguyên tố đều tạo thành pin Ganvanic, khi đó nhôm bị hoà tan. Độ bền chống ăn mòn của hợp kim nhôm thay đổi trong một phạm vi rộng tuỳ thuộc vào thành phần hợp kim.
Hợp kim nhôm được kí hiệu gồm 4 chữ số (xem bảng 7.2).
Bảng 7.2. Kí hiệu một số hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn của hiệp hội nhôm (AA) của Mỹ
Kí hiệu hợp kim Thứ
tự Hệ hợp kim Tiêu chuẩn VN
(TCVN) Tiêu chuẩn AA Thành phần % ×××× (*) 1 Al sạch Al 99,6 1060 99,6 2 Loại công nghiệp Al 99,0 1100 99,0 Al
3 Al-Cu-Mg AlCu4,4Mg1,5Mn0,6 2024 4,4Cu-
1,5Mg-0,6Mn
4 Al-Mn AlMn1,2 3004 0,12Cu 1,2Mn-
5 Al-Mg-Si AlMg1Si0,6 6061 1Mg-
0,3Cu 6 Al-Zn-Mg AlZn4,5Mg1,4 7005 4,5Zn- 1,4Mg-0,12Cr -0,4Mn- 1,5Zr 7 Al-Cu 4,5 2950 4,5Cu-1Si (*) Kí hiệu là 4 số (ví dụ 1060) Chữ số đầu 1××× là nhóm Al nguyên chất
Chứ số đầu 2××× là hợp kim chứa nguyên tố Cu là chủ yếu Chữ số đầu 3××× là hợp kim chứa nguyên tố Mn và Mn + Mg Chữ số đầu 4××× là hợp kim chứa nguyên tố Si
Chữ số đầu 5××× là hợp kim chứa nguyên tố Si + Mg (nhiều) và Cr Chữ số đầu 6××× là hợp kim chứa nguyên tố Si + Mg là chủ yếu Chữ số đầu 7××× là hợp kim chứa nguyên tố Zn + Mg
Hợp kim hệ Al-Cu điển hình là Dura có thành phần %:
Cu4-Mg0,6-Mn0,6-SiFe0,7
Các hợp kim nhôm rất nhạy với ăn mòn khi có tải trọng động. Ví dụ vật liệu hợp kim nhôm chế tạo máy bay, sự có mặt của Mn có tác dụng làm tăng độ bền chống ăn mòn hợp kim nhôm.