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科学家开发新的合金涂层 提高了钢铁的耐腐蚀性能

2022-01-06 12:26:16 cnBeta.COM
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钢通常被涂上其他金属以提高其耐腐蚀性能,但咸的海洋环境带来了额外的挑战。铝是一种常见的防腐蚀涂层,但它本身往往与海水中的氯离子发生反应,容易生锈。

因此,在新研究中,韩国海事海洋大学(KMOU)的工程师开发了一种由铝、镁和硅(Al-Mg-Si)组成的新合金涂层。该团队从镀铝钢开始,也就是在铝和硅的浴液中热浸的钢,为其涂上涂层。缺少的成分--镁--不能通过这种方法来应用,所以该团队使用物理气相沉积法为钢进行涂层。最后,涂层被暴露在375°C的高温下,持续不同的时间。

然后,研究小组通过对新涂层进行标准的盐雾试验来测试其耐腐蚀性能。他们比较了被加热了0分钟、5分钟或30分钟的新合金版本,以及普通的镀铝钢板和镀锌钢板。

果然,新涂层的性能远远好于其他材料。镀铝和镀锌钢板在800小时的盐雾暴露后出现了明显的锈蚀。未经过热处理的新合金表现较好,但在1600小时后出现了明显的腐蚀。经过30分钟热处理的合金在2000小时之前显示出很少的锈蚀,到那时,锈蚀迅速增加。但明显突出的是被加热5分钟的合金。即使在2400小时后测试结束,也很少发生腐蚀。

经过仔细检查,研究小组确定了该涂层的耐腐蚀特性背后的机制。腐蚀产物形成了两层--靠近表面的大部分是铝基,而更深的则是由铝、镁和硅组成的。这个内层产生了一种“屏蔽”效应,保护钢铁更长时间不受腐蚀。样品的最初加热通过允许镁迁移到材料的更深处来帮助这个过程。

值得注意的是,盐雾试验与现实世界的腐蚀率没有直接关系。它们也不能考虑到所有的因素,如湿润和干燥周期以及除普通盐水外的其他腐蚀剂。但这些结果确实表明,新的合金涂层具有很大的潜力。

“我们的研究揭示了如何利用表面处理协议的简单改变来生产高度抗腐蚀的钢材,”该研究的主要作者Myeong-Hoon Lee教授说,“这使得它对节约能源和环境资源非常有意义。”

这项研究发表在《Corrosion Science》杂志上。

责任编辑:bH_03116

关键词: 科学探索 科学家开发新的合金涂层 提高了钢铁的耐腐蚀性

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