自1827年被發現以來，鋁已成為多個行業的重要原材料。它的物理和化學特性、優異的可加工性，以及使用壽命超過大多數其他已知金屬，使其成為了理想的建筑材料。

是什么讓鋁成為了理想材料？

鋁是地球上儲量最豐富的金屬之一，大約有8%的地殼含有鋁。這種金屬也是100%可回收的，可以無限回收而不會顯著降低質量。

鋁是一種輕金屬，相當于鋼的三分之一，這使其在汽車和航空航天工業中備受推崇。鋁的韌性（材料抗變形能力的衡量標準）也與鋼非常相似，因此非常適合建造耐用、輕質的部件和結構。此外，鋁不需要太多的維護，在適當的環境條件下通常可以使用數年。這些理想的特性恰好可以和其他材料優勢互補，將其與其他金屬很好地混合，可以形成更堅固、耐用的金屬合金。

關于鋁腐蝕的5件事

盡管被認為是一種高度耐用的材料，但鋁也有其局限性。下面讓我們來了解一些有關鋁腐蝕的重要事實。

1 鋁天然耐腐蝕

鋁的耐腐蝕性是其廣受歡迎的主要原因。它屬于硼族元素，因此在正常條件下會迅速氧化而變得高度惰性。

鋁以其純天然的形式存在時具有很強的反應性。然而，只要它暴露于空氣中，表面與氧氣迅速反應就會形成氧化鋁（Al2O3）的氧化物層。該氧化層可保護下面的鋁免受進一步反應，并有助于保持其耐用性。這部分氧化層非常薄（約2.5nm），可以通過刮擦去除。然而，暴露的金屬很快又會與大氣發生反應，保護能力馬上又恢復了！

2 鋁在某些條件下會快速腐蝕

鋁是許多場合條件下的完美選擇，其表面的氧化層在4.0~8.5的pH范圍內不受影響。此外，鋁的氧化還可以自我修復，這使得鋁結構即使在短時間內暴露在惡劣環境中也能繼續發揮作用。

但是，在某些情況下，如果不進行處理，鋁很容易受到腐蝕。這些情況包括：

極端酸性/堿性條件（pH值低于4和高于9）

持續暴露在潮濕環境中

不通風和封閉的室內空間

海洋環境

支持電偶腐蝕的條件

3 鋁在動態環境中的耐用性最好

鋁在動態環境中的耐用性是無與倫比的。許多材料被認為是耐腐蝕的，然而它們只能在嚴格的條件下保持穩定。而鋁的獨特之處在于，只要氧化層有足夠的時間自我修復，鋁就幾乎沒有環境限制。

例如，戶外鋁制棚即使暴露在雨、雪或高溫下，也能全年完美運行。只要有時間干燥并進行自我修復，鋁制棚架組件會基本不受影響。

但是，如果將同一結構保持在封閉且不通風的環境中，或始終暴露在潮濕環境中，則很可能會發生腐蝕。

4 混凝土可能對鋁造成損害

雖然鋁是窗框和門的理想材料，但它與混凝土不能很好地“相處”。因為濕混凝土中的堿性化合物，尤其是還有鋼釘和鉚釘的存在，會與鋁反應引發腐蝕。

在建筑框架中，鋁表面通常用惰性涂層處理，以防止混凝土與金屬發生反應。廣泛推薦使用瀝青漆來涂覆鋁構件。使用不含可溶性氯化物的混凝土混合物也有助于減少鋁的腐蝕。

5 電偶腐蝕和點蝕是鋁表面最常見的腐蝕類型

在鋁的腐蝕劣化方面，電偶腐蝕和點蝕是最大的罪魁禍首。

當兩種不同的金屬在電解質存在的情況下發生反應時，就會發生電偶腐蝕。在這種情況下，惰性更強的金屬（即反應性較低的金屬）會以犧牲另一種金屬為代價得到保護。對于鋁，導致電偶腐蝕的常見金屬是銅、鋅和鍍鋅鋼。

鋼制緊固件和鉚釘通常被用于大多數的鋁制框架。這些零件在干燥條件下是無害的，但在有電解質的情況下，會使鋁框架發生分解。為了防止這種情況，建筑鋁一般會進行涂漆處理，并與鎂或硅混合，這些元素提高了其耐腐蝕性，并使框架結構適合在潮濕條件下使用。尤其是鎂，經常被用于船用級鋁板中，因為它可以顯著降低電偶腐蝕發生的幾率。

另一種可能的腐蝕類型是發生在鋁表面的點蝕。出現點蝕的主要原因是環境中存在的含不同鹽分的濕氣。哪怕鋁不與任何其他材料直接接觸時，也可能在自然環境中發生點蝕。一般來說，輕度點蝕雖然只影響到很小的表面區域，但如果不進行處理任其發展，金屬的結構完整性可能會受到進一步的嚴重損害。

寫在最后

對于耐腐蝕材料，鋁并不是唯一的選擇。然而，很少有材料能與它提供的多功能性相媲美。雖然在正常條件下鋁通常不會受腐蝕問題困擾，但在某些特殊環境中，還是需要考慮發生腐蝕的可能性。

對于大多數應用來說，鋁是一種經濟高效且耐用的材料選擇。根據應用的不同，鋁制構件在投入使用前可能需要進行處理。因此，對于工程師和設計師來說，了解鋁的特性及其可能發生腐蝕的具體條件至關重要。

作者：

Krystal Nanan，土木工程師和項目經理，還是美國華盛頓特區交通研究委員會的出版作家。有豐富的包括重大基礎設施項目管理、施工監理以及各種基礎設施要素設計等方面的經驗。

譯者：上材小編

譯自：www.corrosionpedia.com