铝锂合金明明由两个活泼金属组成为什么耐腐蚀?

铝锂合金明明由两个活泼金属组成为什么耐腐蚀?

小侯飞氘,御氘术九级

铝的活性确实很高,所以铝其实是会被氧化,从而形成氧化铝的。

但是氧化铝和纯铝的共格度比较高。换句话说,二者黏在在一起时,不会因为一边大一边小而互生嫌隙。

因此铝在被氧化的时候,不会像铁锈那样一片片脱落下来,而是会像下图[1]一样形成一层完整致密的氧化层。此时想要继续氧化过程,氧原子就必须扩散并穿透这层氧化层,才能跟铝进一步反应。而这样的扩散比较困难,所以氧化过程很大程度上就被阻断了,铝也就有了较好的抗氧化性能。

顺便说一句,不锈钢抗氧化其实也是依靠类似的原理。

铝(上半部分)和氧化铝(下半部分)界面的原子结构

至于铝 - 锂合金,当锂元素含量比较低的时候,锂会随机溶解在铝中间。这种随机分布不会改变铝本身的晶体结构,自然也就不会影响表面氧化膜的形成,因此依然有较好的抗氧化性[2]

但当锂的含量稍微高一些,锂就有可能发生局部偏析,在晶界等位置形成 AlLi 第二相颗粒。如果这种颗粒暴露在表面上,它是无法像纯铝那样形成致密氧化膜的,往往会引发局部氧化和腐蚀。

所以铝锂合金的抗腐蚀性能往往会比纯铝弱。

其实铝合金的耐腐蚀和强度往往是两个不易兼得的性质:纯铝较软但耐腐蚀;而铝合金提升强度往往又依赖于 AlLi 这类第二相颗粒,因此高强度的铝合金耐腐蚀性往往也差一些。如何在保证强度的同时提升铝合金的耐腐蚀性能,也是现在很多研究的重点。