Неожиданное открытие может изменить способ использования никеля

Coatings Today
10.09.2019 536

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

Упрочненные пленки на основе изолята соевого белка
Упрочненные пленки на основе изолята соевого белка
В новой работе были получены экологически чистые пленки на основе изолята соевого белка, усиленные водорастворимой…
03.03.2022
401
Первый прототип электродвигателя для дирижабля Airlander 10
Первый прототип электродвигателя для дирижабля Airlander 10
Компания Collins Aerospace (Шарлотт, штат Северная Каролина, США), совместно с Hybrid Air Vehicles (HAV, Бедфорд,…
11.08.2022
153
Мировой рынок композитов достигнет $39.1 млрд. к 2022 году
Мировой рынок композитов достигнет $39.1 млрд. к 2022 году
Ожидается, что к 2022 году мировой рынок композиционных материалов достигнет 39,1 млрд. долларов, а среднегодовой…
Coatings Today
19.09.2017
273
Ученые обнаружили способность диоксида титана к самоочищению
Ученые обнаружили способность диоксида титана к самоочищению
Итака, штат Нью-Йорк – Диоксид титана — один из немногих минералов, способных самоочищаться; эти вещества…
Coatings Today
13.02.2019
359
Рост цен на родий после принятия закона о чистом воздухе
Рост цен на родий после принятия закона о чистом воздухе
Природоохранное законодательство повышает спрос на родий, благородный металл, применяемый в гальванике и каталитических нейтрализаторах. Производители…
Coatings Today
21.01.2021
243
Исключительная стойкость к истиранию
Исключительная стойкость к истиранию
Износостойкие пластины Colmonoy ColWear обладают исключительной стойкостью к истиранию, нагреванию и коррозии, сохраняя при этом…
Coatings Today
12.10.2020
232
Новая съедобная оболочка для хранения авокадо
Новая съедобная оболочка для хранения авокадо
В новом исследовании ученые представили новый состав съедобной оболочки для хранения авокадо. Съедобная оболочка состоит…
Coatings Today
13.09.2021
124
Безопасные и высокопроизводительные материалы для ремонта электромобилей
Безопасные и высокопроизводительные материалы для ремонта электромобилей
Электромобили уже стали неотъемлемой частью сегодняшней действительности. В 2019 году страны Европы инвестировали 60 миллиардов…
Coatings Today
07.10.2021
132
ПРЕСС-РЕЛИЗ HI-TECH
ПРЕСС-РЕЛИЗ HI-TECH
С 12 по 14 марта 2019 в Санкт-Петербурге пройдут международная выставка инноваций  HI-TECH и ежегодный…
Coatings Today
04.12.2018
295