Неожиданное открытие может изменить промышленное использование никеля
Исследователи из Техасского механико-сельскохозяйственного университета обнаружили, что никель не только коррозирует, но и делает это наименее ожидаемым образом.
Команда работала под руководством доктора Майкла Демковича, сообщает sciencedaily.com. Результаты исследования представлены в Physical Review Materials.
Никель – один из самых распространенных элементов. Он активно используется в промышленности, в частности, для защиты от коррозии. Исследователи выяснили, что металл не только ржавеет, но и делает это неожиданным образом.
Материалы состоят из взаимосвязанных кусочков. Микроскопическая структура никеля представляет собой скопление маленьких, плотно расположенных кристаллов или зерен. Коррозия обычно воздействует на соединения или границы между ними. Феномен, известный как межзерновая коррозия, является локализованным разрушением, возникающим на микроскопическом уровне. В результате материал ослабевает изнутри.
Ранее ученые считали, что определенный тип связи, когерентная двойниковая граница, устойчив к коррозии. Неожиданно для себя, исследователи обнаружили, что почти все разрушения в опытах происходили на таких структурах. Двойниковая граница – сочетание зеркальных отображений вдоль общей линии. Она возникает, когда кристаллы на каждой стороне барьера атомарной толщины выстраиваются без нарушения порядка. Это – естественный процесс, но он может стать результатом механического или теплового воздействия.
«Чистый никель практически не окисляется. Но при подаче заряда на катодную сторону с наибольшей устойчивостью к коррозии, мы неожиданно заметили ее признаки на когерентных двойниковых границах, — сказала Мэнъин Лю, первый автор работы. – Открытие поможет инженерам предсказать наиболее вероятные зоны коррозии. Оно может привести к созданию более устойчивых к окислению металлов».
Ученые годами стремились увеличить количество двойниковых границ в материалах.
«Открытие берет десятилетия предположений о коррозии металлов и переворачивает их с ног на голову, — сказал Демкович. – В попытке предотвратить окисление, люди стремились максимально увеличить количество двойниковых границ. Теперь эта стратегия должна быть пересмотрена».
Специалист уверен, что важность результатов выходит за пределы технологических применений.
«Проект показывает, как улучшить фундаментальное понимание коррозии металлов», — сказал Демкович.
