Kann Aluminium rosten?
Sonntag, 8. September 2024
Trotz seiner verbesserten Korrosionsschutzeigenschaften kann auch Aluminium rosten. Je nach äußeren Bedingungen, Umweltparametern und damit verbundenen Faktoren können Aluminiumprodukte im Laufe der Zeit oxidieren. Die Korrosionsprozesse laufen jedoch nicht so schnell ab wie bei Stahl und seinen Legierungen. Sie können auch verhindert oder erheblich verlangsamt werden, indem man sich bestimmte Eigenschaften von Aluminiumlegierungen zunutze macht.
Die Widerstandsfähigkeit des Metalls gegenüber äußeren Einflüssen wird durch die Dicke der Oxidschicht auf seiner Oberfläche bestimmt. Die wichtigste Eigenschaft und der Hauptunterschied von Aluminiumlegierungen ist ihre Fähigkeit, sich zu regenerieren und ihre ursprünglichen Eigenschaften fast vollständig wiederherzustellen. Kann Aluminium also rosten? Aluminium kann nur bei hohen Temperaturen eine aktive chemische Reaktion mit Sauerstoff eingehen. Unter normalen Bedingungen schützt die Oxidschicht die Oberfläche und verhindert, dass die Metallpartikel mit den umgebenden Sauerstoffmolekülen reagieren. Ob Aluminium rostet, hängt also vor allem von den äußeren Bedingungen ab.
Bei Temperaturen bis zu 200 °C gibt Aluminium aktiv Wärme an die Umgebung ab, und bei höheren Temperaturen beginnt es, mit Schwefel zu reagieren und Sulfide zu bilden. Bei 2000 °C hingegen bildet es Nitride und Karbide. Diese Eigenschaften werden in der Industrie und im verarbeitenden Gewerbe genutzt, um die erforderlichen Stoffe, Legierungen und Oxidationsprodukte zu erhalten. Die Korrosion von Aluminium ist theoretisch auch bei Kontakt mit Wasser möglich. Allerdings kann Aluminium nur dann mit Wasser reagieren, wenn keine Oxidschicht vorhanden ist. Dies ist unter natürlichen und alltäglichen Bedingungen praktisch unmöglich. Daher rostet ein Aluminiumprodukt nur sehr selten, wenn es Wasser ausgesetzt ist.
Bei der Reaktion mit Alkalien bilden sich Natriumderivate, bei der Reaktion mit Säuren werden Oxide und Salze freigesetzt. Jede Art von Säure kann die Oxidschicht und damit die Oberfläche von Aluminium zerstören.
Aluminiumlegierungen können durch die äußere Umgebung, chemische Reagenzien und Temperatur zerstört werden. In einigen Fällen kann ein elektrischer Strom als Katalysator für den Prozess dienen. Die Fähigkeit, sich in bestimmten aggressiven Umgebungen passiv zu verhalten, ist das Hauptkriterium für die Korrosionsbeständigkeit des Metalls. Der Schutz von Aluminium gegen Rost hängt von folgenden Parametern ab:
- Konzentration des aggressiven Reagenzes.
- Die Umgebungstemperatur.
- Vorhandensein von Prozesskatalysatoren.
- Die Qualität der Legierung.
- Zustand der Oberflächenoxidschicht.
Die Reinheit der Legierung ist ein entscheidender Faktor. Weist das Aluminium viele Fremdverunreinigungen, Lufteinschlüsse und Gussfehler auf, dann ist die Korrosion des Aluminiums intensiver.
Bei der Wechselwirkung mit Sauerstoff geht Aluminium in einen passiven Zustand über. Beim ersten Kontakt mit der Luft wird die Oberfläche mit einer einige Mikrometer dicken Oxidschicht überzogen. Der übliche Wert liegt bei 0,01-0,02 Mikrometern. Die in Industrieabgasen enthaltenen Schwefelverbindungen haben keinen Einfluss auf die Legierung. Sobald jedoch Alkalien in der Umgebung vorhanden sind, wird der Zersetzungsprozess aktiviert. Dazu reicht bereits die Raumtemperatur aus. Ein Beispiel dafür ist die Korrosion bestimmter Bauteile im Motorraum.
Wenn der Schutz von Aluminium gegen Rost versagt hat, müssen intensive Maßnahmen zur Beseitigung der Korrosion ergriffen werden. Glücklicherweise kann korrodiertes Aluminium leicht gereinigt werden. Die gängigste Methode ist die mechanische, bei der die ursprünglichen Eigenschaften der Oberfläche wiederhergestellt werden. Der Einsatz von Chemikalien kann jedoch auch das Gegenteil bewirken und einen "chemischen Rückstand" hinterlassen. Korrodiertes Aluminium kann auch mechanisch gereinigt werden.
Die einfachste Methode ist das Sandstrahlen des Teils mit einer feinen Mischung aus Elektrokorund. Bei dieser Methode wird die Oberflächenschicht nicht beschädigt und die ersten Korrosionsherde werden wirksam entfernt. Eine chemische Methode ist die Reinigung in einer 40-50%igen Kaliumhydrogenfluoridlösung. Bei dieser Reinigungsmethode wird das Produkt abwechselnd in eine kalte und eine heiße Lösung getaucht. Die Legierungen können auch mit dehydrierter Alkalilauge gereinigt werden. Diese Methode kann jedoch nur unter Laborbedingungen angewandt werden, da sie einen sorgfältigen Umgang mit den Reagenzien erfordert.
