臭氧(O₃)是一種強氧化劑,對多種金屬和非金屬材料具有較強的氧化作用。
以下是臭氧對常見材料的氧化影響類別匯總,便於工程應用中選擇合適的材料進行耐臭氧策劃。
一、臭氧對不同金屬的氧化影響
| 金屬材料 | 氧化敏感性 | 氧化反應及影響 |
| 鋁(Al) | 中等 | 形成致密氧化鋁(Al₂O₃)保護層,具有一定耐臭氧性;但長期高濃度臭氧下仍可能腐蝕。 |
| 鐵/碳鋼(Fe) | 強 | 易被臭氧氧化為Fe₂O₃或Fe₃O₄,導致生銹、結構劣化。需表面處理。 |
| 不銹鋼(304/316) | 良好 | 形成穩定氧化铬保護膜,耐臭氧性較強。316優於304。高濕環境中耐久性略下降。 |
| 銅(Cu) | 強 | 易被氧化成Cu₂O/CuO,表面變暗、失去導電性。應避免直接暴露於高濃度臭氧。 |
| 镍(Ni) | 良好 | 形成氧化镍薄膜,耐氧化性較強,適用於臭氧環境。 |
| 鋅(Zn) | 中等 | 形成氧化鋅層,逐漸消耗本體,耐久性有限。 |
| 銀(Ag) | 中等 | 可被氧化為Ag₂O,表面變色、影響導電性。 |
二、臭氧對常見非金屬材料的氧化影響
| 非金屬/高分子材料 | 耐臭氧性 | 說明 |
| 橡膠類(天然橡膠、丁苯橡膠等) | 差 | 易被臭氧開裂、老化,需采用耐臭氧橡膠(如EPDM、氟橡膠)。 |
| EPDM橡膠 | 優 | 高耐臭氧性,廣泛應用於密封圈、管件等。 |
| 氟橡膠(如Viton) | 極優 | 可長期耐受高濃度臭氧,適用於高端密封。 |
| 聚四氟乙烯(PTFE) | 極優 | 幾乎不受臭氧影響,推選用於密封墊、管材等。 |
| 聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP) | 一般 | 在紫外或臭氧環境中易老化,需添加抗氧化劑。 |
| 聚氨酯(PU) | 差 | 易被臭氧氧化降解,不建議長期暴露。 |
| 聚碳酸酯(PC) | 一般 | 有一定耐臭氧性,但高濃度長期作用可能泛黃或開裂。 |
| 矽膠(Silicone) | 良好 | 耐臭氧老化、耐高溫,適用於醫療和食品範圍。 |
| 玻璃、陶瓷 | 極優 | 不受臭氧影響,可用於臭氧發生器殼體、管道等。 |
三、工程應用建議
臭氧水或濕度高環境下,金屬更易腐蝕,材料選擇需格外謹慎。
臭氧濃度越高、溫度越高、濕度越大,氧化速率越快。
可采取的防護措施:
-金屬表面塗覆防氧化塗層(如環氧塗層、不銹鋼包覆);
-選用高耐臭氧塑料/橡膠材料;
-在策劃中使用PTFE密封和矽膠管材;
-對電極類材料使用钛基貴金屬塗層(例如:钛+铱铂塗層)。