Неожиданное открытие может изменить способ использования никеля

Coatings Today
10.09.2019 570

Никель — один из самых распространенных элементов на земле. Он твердый, но пластичный, проявляет магнитные свойства при комнатной температуре и является относительно хорошим проводником электричества и тепла. Прежде всего, никель обладает высокой коррозионной стойкостью, что обеспечивает его разнообразное использование в промышленности. Однако недавно ученые обнаружили, что никель не только корродирует, но и делает это весьма неожиданным образом.

Команду ученых возглавлял доктор Майкл Демкович, доцент и заведующий кафедры материаловедения, директор центра исследований динамических деформаций твердых тел при Техасском университете A&M.

Работа была опубликована в журнале Американского физического общества Physical Review Materials в статье "Избирательная коррозия когерентных двойниковых границ в чистом никеле при катодном заряжении".

Удивительное наблюдение

Подобно сложенному пазлу, материалы состоят из соединяющихся между собой частей. На микроскопическом уровне никель состоит из блоков небольших, плотно упакованных кристаллов или зерен.

Коррозия преимущественно воздействует на стыки (границы) между этими зернами. Это явление, известное как межкристаллитная коррозия, представляет собой локализованный тип распада, который происходит на микроскопическом уровне и приводит к разрушению материалов по краям каждой из этих границ, а не по внешней поверхности материала. Фактически, материал разрушается изнутри.

До сих пор ученые считали, что один особый тип границы, известный как когерентная двойниковая граница, устойчив к коррозии. Группа ученых с удивлением обнаружила, что почти вся коррозия в проведенных экспериментах возникала именно на этих границах.

Когерентные двойниковые границы — это области, в которых внутренняя структура материала образует зеркальное отражение самой себя вдоль общей границы. Это происходит, когда кристаллические образования по обе стороны от границы шириной в атом выстраиваются не хаотично. Такие типы границ естественным образом возникают в процессе кристаллизации, но также могут быть результатом механического или теплового воздействия.

"Чистый никель по большей части устойчив к коррозии. Но когда мы зарядили его на катодной стороне (пассивной и с самой низкой энергией), которая еще меньше подвержена коррозии, мы с удивлением обнаружили явные коррозионные каналы на когерентных двойниковых границах", — говорит Мэнъин Лю, аспирант кафедры материаловедения Техасского университета A&M и ведущий автор статьи. "Это открытие поможет инженерам предсказать, где вероятнее всего начнется коррозия. В перспективе это может даже привести к производству металлов, которые меньше подвержены коррозии".

Более глубокое понимание

Данное исследование обеспечивает инженерам не только глубинное понимание материалов, часто используемых в ситуациях, которые требуют коррозионной стойкости, но и новые перспективы относительно межкристаллитной коррозии вдоль когерентных двойниковых границ.

Многие годы исследователи работали, исходя из предположения, что когерентные двойниковые границы не подвержены коррозии. С целью снижения коррозии ученые работали даже над созданием металлов, которые имели бы больше таких границ.

"Это открытие берет десятки предположений о коррозии металлов и переворачивает их с ног на голову", — говорит Демкович. "С целью снижения коррозии люди изготавливали металлы с максимально возможным количеством когерентных двойниковых границ. Теперь вся эта стратегия должна быть пересмотрена".

Демкович считает, что научное понимание, полученное в результате данного исследования, может быть даже более важным, чем его техническое применение. "Оказывается, рассуждения, которые ранее заставляли нас полагать, что когерентные двойниковые границы устойчивы к коррозии, ошибочны", — заявляет он. "Эта работа позволяет получить более глубокое понимание коррозии металлов".

Источник: Техасский университет A&M

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Превращение электронных отходов в прочное защитное покрытие для металла
Превращение электронных отходов в прочное защитное покрытие для металла
“Микрохирургия материалов: селективный синтез материалов с использованием химии высоких температур для микропереработки электронных отходов” Типичный…
Coatings Today
09.09.2020
251
Поверхностные свойства покрытия после плазменного электролитического оксидирования
Поверхностные свойства покрытия после плазменного электролитического оксидирования
В новой статье дается всесторонний обзор поверхностных свойств покрытия, модифицированного полимерными материалами, после плазменного электролитического…
31.10.2022
100
Астронавты испытывают противовирусное покрытие, разработанное Квинслендским университетом
Астронавты испытывают противовирусное покрытие, разработанное Квинслендским университетом
Астронавты на борту Международной космической станции (МКС) проводят эксперименты с противомикробным покрытием, разработанным для борьбы…
Coatings Today
10.03.2021
184
KATO WORKS CO., LTD. выпустила 51-тонный кран повышенной проходимости SR-500LX
KATO WORKS CO., LTD. выпустила 51-тонный кран повышенной проходимости SR-500LX
Кран КАТО SR-500LX повышенной проходимости Общая спецификация Максимальная грузоподъемность: 51 т х 2,5 м Длина стрелы: 10,8 х…
Coatings Today
23.10.2019
440
Переход с бисфенола А на металл укрепит рынок покрытий для металлической тары
Переход с бисфенола А на металл укрепит рынок покрытий для металлической тары
Дублин, Ирландия – Согласно недавним маркетинговым исследования фирмы Fact.MR, рынок покрытий для металлической тары выиграет…
Coatings Today
14.02.2019
308
Специальное покрытие для фарфоровых изоляторов в жестких условиях окружающей среды
Специальное покрытие для фарфоровых изоляторов в жестких условиях окружающей среды
В недавнем исследовании описывается потенциал пористых, пропитанных жидкостью, несмачиваемых покрытий (SLIPS), которые используются для предотвращения…
Coatings Today
16.05.2021
217
Климат, который делают люди
Климат, который делают люди
Выставка Мир Климата Экспо 2023 пройдет под девизом «Климат, который делают люди». Одно из центральных…
24.10.2022
181
Новый полимер для улучшенного накопления водорода
Новый полимер для улучшенного накопления водорода
Композиционные материалы, которые сочетают полимеры с наполнителями на основе соединений металлов, являются потенциально привлекательным вариантом…
Coatings Today
11.10.2018
407
Охрупчивание органических покрытий
Охрупчивание органических покрытий
В новой обзорной статье приводится перечень источников растягивающего напряжения органических покрытий, вызывающего растрескивание; основное внимание…
23.01.2023
77