Сенз Магнет - Глобални стални магнетски произвођач материјала & Добављач током 20 година.
Отпорност алнико магнета на корозију: перформансе у влажним, кисело-базним и сланим окружењима и ризик од уситњавања
1. Увод у алнико магнете
Алнико магнети су врста сталног магнета састављеног првенствено од алуминијума (Al), никла (Ni), кобалта (Co) и гвожђа (Fe), са мањим додацима бакра (Cu), титанијума (Ti) и других елемената. Познати су по својој одличној термичкој стабилности, са максималном радном температуром до 550°C и високом коерцитивношћу на повишеним температурама. Алнико магнети се производе кроз два главна процеса: синтеровање и ливење , при чему је ливење чешћа метода за производњу сложених облика.
Због својих јединствених својстава, Алнико магнети се широко користе у ваздухопловству, војсци, аутомобилској индустрији и индустрији , где су стабилност на високим температурама и отпорност на корозију критичне.
2. Отпорност на корозију алнико магнета
Алнико магнети показују добру инхерентну отпорност на корозију , првенствено због формирања стабилног пасивног оксидног слоја на њиховој површини. Овај оксидни слој делује као заштитна баријера, спречавајући даљу корозију. Отпорност Алника на корозију може се приписати следећим факторима:
- Садржај никла (Ni) : Никл побољшава формирање пасивног оксидног филма, побољшавајући отпорност на корозију у многим срединама.
- Садржај кобалта (Co) : Кобалт доприноси стабилности легуре, смањујући подложност локализованој корозији.
- Састав без хрома : За разлику од неких других магнетних материјала (нпр. NdFeB), Alnico не садржи хром, који може бити склон тачкастој корозији у срединама богатим хлоридима.
Међутим, отпорност алникоа на корозију није једнолика у свим окружењима. Фактори као што су влажност, температура, pH вредност и присуство агресивних јона (нпр. Cl⁻) могу значајно утицати на његове перформансе.
3. Понашање корозије у специфичним окружењима
3.1 Влажна окружења
У влажним срединама , алнико магнети су генерално отпорни на корозију због формирања танког, пријањајућег оксидног слоја. Међутим, продужено излагање високој влажности (нпр. >85% релативне влажности ) може довести до:
- Промена боје површине : Може доћи до благог потамњења или тамњења површине, али то обично не утиче на магнетна својства.
- Локална корозија : У присуству загађивача (нпр. прашине, соли), тачкаста или пукотинска корозија може почети на површинским дефектима или инклузијама.
Брзина корозије :
У условима температуре од 85°C/85% релативне влажности , брзина корозије алникоа је типично <0,1 μm/годишње , слично као и код никлованих материјала у идеалним условима. Међутим, ако је пасивни слој оштећен (нпр. огреботинама или механичком абразијом), брзина корозије може се благо повећати.
3.2 Кисела средина
Алнико магнети су мање отпорни на киселе средине у поређењу са неутралним или алкалним условима. Понашање у случају корозије зависи од врсте и концентрације киселине:
- Разблажена сумпорна киселина (H₂SO₄) : При ниским концентрацијама (<10%), алнико може показати умерену отпорност, али при вишим концентрацијама, корозија се убрзава због растварања оксидног слоја и напада на матрицу легуре.
- Хлороводонична киселина (HCl) : Чак и разблажена HCl може изазвати брзу корозију због агресивне природе хлоридних јона, који нарушавају пасивни филм и подстичу тачкасту корозију.
- Органске киселине (нпр. сирћетна киселина) : Алнико показује бољу отпорност на слабе органске киселине у поређењу са јаким неорганским киселинама, али дуготрајно излагање и даље може довести до деградације површине.
Брзина корозије :
У 1 М HCl на собној температури , брзина корозије Alnico-а може достићи неколико микрометара на сат , што га чини непогодним за дуготрајно излагање јако киселим срединама без заштитних премаза.
3.3 Алкална окружења
Алнико показује добру отпорност на благо алкалне средине (нпр. pH 8–10 ), али његове перформансе се деградирају у јако алкалним условима (нпр. pH >12).):
- Блага алкалност : Пасивни оксидни слој остаје стабилан, а стопе корозије су ниске (<0,1 μm/годишње).
- Јака алкалност : Висок pH може растворити оксидни слој и напасти матрицу легуре, што доводи до повећане стопе корозије.
Брзина корозије :
У 1 М NaOH на собној температури , брзина корозије Alnico-а може прећи 1 μm/сат , што истиче његову осетљивост на јако алкалне растворе.
3.4 Окружења са сланом прскалицом
Тестирање сољу (нпр.ASTM B117 ) је стандардна метода за процену отпорности материјала на корозију у морским или хлоридним срединама. Алнико магнети генерално добро показују резултате у тестовима слане прскалице због свог пасивног оксидног слоја, али продужено излагање може довести до:
- Корозија у облику тачака : Јони хлорида продиру у пасивни слој, узрокујући локализоване тачке које могу расти током времена.
- Формирање беле рђе : У неким случајевима може се формирати растресит, прашкаст производ корозије (сличан производима корозије цинка), али то је ређе за Алнико у поређењу са материјалима на бази цинка.
Брзина корозије :
У спреју соли са 5% NaCl на 35°C , Alnico магнети обично показују корозију <0,5 μm/годишње након 1000 сати излагања. Међутим, ако је површина оштећена или лоше полирана, брзина корозије може значајно да се повећа.
4. Ризик од уситњавања
Пулверизација се односи на разградњу материјала у фини прах услед корозије или механичке деградације. За алнико магнете, ризик од уситњавања је низак под нормалним условима , али одређени фактори могу повећати вероватноћу:
- Тешка корозија : У веома агресивним срединама (нпр. јаке киселине или алкалије), обимна корозија може ослабити структуру материјала, што доводи до љуштења или љуштења површинског слоја. Међутим, право уситњавање (потпуно распадање у прах) је ретко за Алнико.
- Термичко циклирање : Понављано загревање и хлађење може изазвати термичка напрезања, што потенцијално може довести до микропуцања или раслојавања површинског слоја. Ово је релевантније код примена на високим температурама са брзим променама температуре.
- Механичка абразија : Континуирано трење или ударац могу истрошити површину, али се то обично не назива уситњавањем.
Закључак о уситњавању :
Алнико магнети нису склони уситњавању у праху под нормалним условима корозије. Међутим, у екстремним условима (нпр. јаке киселине на повишеним температурама) може доћи до деградације површине, али је потпуни распад у прах мало вероватан.
5. Поређење са другим магнетним материјалима
Ради контекста, отпорност Алника на корозију може се упоредити са другим уобичајеним материјалима за сталне магнете:
| Материјал | Отпорност на корозију | Кључна запажања |
|---|---|---|
| Алнико | Добро (инхерентно) | Пасивни оксидни слој; осетљив на јаке киселине/алкалије. |
| НдФеБ | Лоше (захтева премаз) | Веома подложно корозији без заштитних премаза (нпр. Ni, Zn, епоксид). |
| СмКо | Одлично | Веома отпоран на већину окружења; сличан Алнику, али скупљи. |
| Ферит | Добро (хемијски стабилно) | Отпоран на киселине/алкалије, али крхак и нискоенергетски производ. |
6. Побољшање отпорности на корозију
Иако Алнико има добру инхерентну отпорност на корозију, његове перформансе се могу додатно побољшати кроз:
- Заштитни премази : Наношење премаза као што су никл (Ni), епоксид или парилен може побољшати отпорност на корозију, посебно у тешким условима окружења.
- Полирање површине : Глатка, полирана површина смањује вероватноћу корозије у пукотинама и побољшава пријањање пасивног оксидног слоја.
- Избегавање загађивача : Одржавање површине чистом и без прашине, соли или других загађивача минимизира ризик од локализоване корозије.
7. Резиме кључних налаза
- Отпорност на корозију : Алнико магнети показују добру инхерентну отпорност на корозију због стабилног пасивног оксидног слоја, што их чини погодним за многе индустријске примене.
- Влажна окружења : Ниске стопе корозије (<0,1 μm/годишње) при високој влажности (85°C/85% релативне влажности).
- Кисела окружења : Осетљиво на јаке киселине (нпр. HCl, H₂SO₄), са брзином корозије већом од 1 μm/сат.
- Алкалне средине : Отпоран на благу алкалност, али се разграђује у јаким алкалијама (pH > 12).
- Слана прскалица : Брзина корозије <0,5 μm/годишње у сланој прскалици са 5% NaCl након 1000 сати.
- Ризик од уситњавања : Низак под нормалним условима; екстремна окружења могу изазвати деградацију површине, али не и потпуно уситњавање.
- Поређење : Отпорнији на корозију од NdFeB, али јефтинији од SmCo; сличан фериту по хемијској стабилности, али са супериорним магнетним својствима.
8. Препоруке
- За умерена окружења (нпр. затворене индустријске просторе), Alnico магнети се могу користити без додатне заштите.
- За тешка окружења (нпр. поморска, хемијска прерада), размотрите наношење заштитних премаза или избор алтернативних материјала попут SmCo.
- Избегавајте излагање Алника јаким киселинама или алкалијама без одговарајуће заштитне мере.
- Редовна инспекција и одржавање могу помоћи у идентификовању раних знакова корозије и спречавању деградације.
9. Закључак
Алнико магнети су робустан и отпоран на корозију избор за примене које захтевају стабилност и издржљивост на високим температурама. Иако нису имуни на све облике корозије, њихове перформансе у влажним, киселим, алкалним и сланим окружењима су генерално прихватљиве за многе индустријске примене. Разумевањем њихових ограничења и применом одговарајућих заштитних мера, Алнико магнети могу пружити поуздану услугу у широком спектру захтевних услова.
