अध्ययन में एल्यूमीनियम की जंग के प्रमुख कारण और रोकथाम के तरीके का पता चला

आधुनिक इंजीनियरिंग के महान खाका में, एल्यूमीनियम अपने हल्के गुणों, असाधारण ताकत और बहुमुखी अनुप्रयोगों के साथ एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।ऊंचे-ऊंचे गगनचुंबी इमारतों से लेकर विशाल पुलों और गहरे समुद्र के अन्वेषण प्लेटफार्मों तकहालांकि, सभी सामग्रियों की तरह, यह एक सार्वभौमिक चुनौती का सामना करता हैः संक्षारण।

एल्यूमीनियम का संक्षारण प्रतिरोध मुख्य रूप से इसकी स्वाभाविक रूप से बनने वाली ऑक्साइड फिल्म से आता है, जो पीएच रेंज में 4-9 के बीच सुरक्षात्मक कवच के रूप में कार्य करता है।अनुसंधान से पता चलता है कि इस निष्क्रिय फिल्म की संरचना पर्यावरण की परिस्थितियों के अनुसार भिन्न होती है₂ओ₃) सूखी हवा में, लेकिन आर्द्र वातावरण में कम सुरक्षात्मक हाइड्रेटेड ऑक्साइड में बदल जाता है।विशेष रूप से क्लोराइड जैसे हैलेइड आयनों की उपस्थिति में, जो कमजोर बिंदुओं में प्रवेश करते हैं और स्थानीय पिटिंग जंग शुरू करते हैं।

मिश्र धातु तत्व एल्यूमीनियम के विद्युत रासायनिक गुणों को काफी हद तक बदल देते हैं। जब एल्यूमीनियम विभिन्न इलेक्ट्रोड क्षमताओं (जैसे तांबा) वाले धातुओं के संपर्क में आता है,यह गैल्वानिक कोशिकाओं को बनाता है जो संक्षारण को तेज करते हैंयह घटना समुद्री वातावरण में विशेष रूप से आक्रामक होती है जहां क्लोराइड आयन प्रचुर मात्रा में होते हैं। इसके विपरीत, इस सिद्धांत को कैथोडिक सुरक्षा के लिए उपयोग किया जा सकता है,अन्य धातुओं की सुरक्षा के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग एक बलिदान एनोड के रूप में.

प्रभावी बलिदान एनोडों को दीर्घकालिक सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए समान संक्षारण पैटर्न की आवश्यकता होती है।एल्यूमीनियम-जिंक-इंडियम मिश्र धातुओं पर किए गए अध्ययनों से पता चलता है कि -0 के आसपास खुले सर्किट क्षमताओं के साथ इष्टतम प्रदर्शन.85V और एनोड दक्षता 88% से अधिक है। ये मिश्र धातुएं समुद्री संरचनाओं, जहाजों के पतवारों और संचय टैंकों को जंग से बचाने के लिए मानक बन गई हैं।

जबकि एल्यूमीनियम बैटरी उच्च ऊर्जा घनत्व और लागत लाभ प्रदान करते हैं, उनके व्यावसायीकरण बाधाओं का सामना करते हैं। धातु की निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म तटस्थ समाधानों में विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं को रोकती है,जबकि अम्लीय या क्षारीय परिस्थितियों तेजी से जंग का कारणवर्तमान अनुसंधान इन सीमाओं को दूर करने के लिए विशेष इलेक्ट्रोलाइट और संशोधित इलेक्ट्रोड सामग्री विकसित करने पर केंद्रित है।

तांबा, मैंगनीज, सिलिकॉन, मैग्नीशियम और जिंक जैसे आम मिश्र धातुओं में जोड़े जाने से अलग-अलग फायदे और चुनौतियां होती हैं। तांबा ताकत बढ़ाता है लेकिन CuAl के गठन से संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है₂मैग्नीशियम शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध दोनों में सुधार करता है, हालांकि अधिक मात्रा में हानिकारक मैग्नीशियम बन सकता है₂सबसे अच्छा मिश्र धातु डिजाइन इन प्रतिस्पर्धी कारकों के सावधानीपूर्वक संतुलन की आवश्यकता है।

इंटरमेटलिक चरणों में एल्यूमीनियम मैट्रिक्स से विद्युत रासायनिक संभावित अंतर के कारण मिश्र धातुओं के भीतर सूक्ष्म-गल्वनिक कोशिकाएं बनती हैं।इन यौगिकों, विशेष रूप से जब बड़े या असमान रूप से वितरित, सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म की अखंडता को खतरे में डालते हैंउन्नत विनिर्माण तकनीक अब अनुकूलित संरचना और गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के माध्यम से उनके आकार और वितरण को नियंत्रित करने पर केंद्रित है।

एल्यूमीनियम सूखे वातावरण में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करता है लेकिन जलीय वातावरण में, विशेष रूप से पीएच 4-9 सीमा के बाहर कमजोर हो जाता है।अम्लीय परिस्थितियों में सुरक्षात्मक ऑक्साइड भंग हो जाता हैइन संवेदनशीलताओं के लिए अत्यधिक पीएच अनुप्रयोगों में सख्त पर्यावरण नियंत्रण या सुरक्षा उपायों की आवश्यकता होती है।

एल्यूमीनियम का ऑक्साइड फिल्म वायुमंडलीय प्रतिरोध के लिए उल्लेखनीय प्रदान करता है, 480 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर भी अखंडता बनाए रखता है।समुद्री अनुप्रयोगों के साथ तेजी से विपरीतहालांकि, सल्फर डाइऑक्साइड जैसे वायुजनित प्रदूषक नमी के साथ मिलकर संक्षारक एसिड बना सकते हैं जो इस सुरक्षा को खतरे में डालते हैं।

सफल एल्यूमीनियम संरचनाएं उचित मिश्र धातुओं और सतह उपचारों का चयन करते हुए दरार संक्षारण को बढ़ावा देने वाली डिजाइन विशेषताओं से बचती हैं।एनोडाइजिंग प्रक्रियाएं जो ऑक्साइड परत को विद्युत रासायनिक रूप से मोटा करती हैं, संक्षारण प्रतिरोध में काफी वृद्धि करती हैंविभिन्न एनोडाइजिंग तकनीकें विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए उपयुक्त विभिन्न फिल्म विशेषताओं का उत्पादन करती हैं।

आधुनिक संक्षारण नियंत्रण व्यापक डेटा संग्रह और भविष्यवाणी मॉडलिंग का लाभ उठाता है। इलेक्ट्रोकेमिकल संभावित निगरानी संक्षारण जोखिमों की प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करती है,जबकि व्यापक सामग्री डेटाबेस संरक्षण रणनीतियों को सूचित करते हैंये दृष्टिकोण एल्यूमीनियम संरचनाओं के लिए सटीक जीवनकाल भविष्यवाणियों और अनुकूलित रखरखाव कार्यक्रमों को सक्षम करते हैं।