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新合金涂層被開發(fā) 食品加工等機器耐腐蝕性能增強?

2022-01-10 08:57:51 來源:cnBeta.COM 閱讀量:8677

  據(jù)New Atlas報道,盡管鋼鐵很有用,但它的主要弱點可能是容易受到腐蝕。韓國的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新的合金涂層,通過在表面處理中增加一個簡單的額外步驟,提高了鋼鐵的耐腐蝕能力。
 
  鋼通常被涂上其他金屬以提高其耐腐蝕性能,但咸的海洋環(huán)境帶來了額外的挑戰(zhàn)。鋁是一種常見的防腐蝕涂層,但它本身往往與海水中的氯離子發(fā)生反應,容易生銹。
 
  因此,在新研究中,韓國海事海洋大學(KMOU)的工程師開發(fā)了一種由鋁、鎂和硅(Al-Mg-Si)組成的新合金涂層。該團隊從鍍鋁鋼開始,也就是在鋁和硅的浴液中熱浸的鋼,為其涂上涂層。缺少的成分--鎂--不能通過這種方法來應用,所以該團隊使用物理氣相沉積法為鋼進行涂層。最后,涂層被暴露在375°C的高溫下,持續(xù)不同的時間。
 
  然后,研究小組通過對新涂層進行標準的鹽霧試驗來測試其耐腐蝕性能。他們比較了被加熱了0分鐘、5分鐘或30分鐘的新合金版本,以及普通的鍍鋁鋼板和鍍鋅鋼板。
 
  果然,新涂層的性能遠遠好于其他材料。鍍鋁和鍍鋅鋼板在800小時的鹽霧暴露后出現(xiàn)了明顯的銹蝕。未經(jīng)過熱處理的新合金表現(xiàn)較好,但在1600小時后出現(xiàn)了明顯的腐蝕。經(jīng)過30分鐘熱處理的合金在2000小時之前顯示出很少的銹蝕,到那時,銹蝕迅速增加。但明顯突出的是被加熱5分鐘的合金。即使在2400小時后測試結束,也很少發(fā)生腐蝕。
 
  經(jīng)過仔細檢查,研究小組確定了該涂層的耐腐蝕特性背后的機制。腐蝕產物形成了兩層--靠近表面的大部分是鋁基,而更深的則是由鋁、鎂和硅組成的。這個內層產生了一種“屏蔽”效應,保護鋼鐵更長時間不受腐蝕。樣品的最初加熱通過允許鎂遷移到材料的更深處來幫助這個過程。
 
  值得注意的是,鹽霧試驗與現(xiàn)實世界的腐蝕率沒有直接關系。它們也不能考慮到所有的因素,如濕潤和干燥周期以及除普通鹽水外的其他腐蝕劑。但這些結果確實表明,新的合金涂層具有很大的潛力。
 
  “我們的研究揭示了如何利用表面處理協(xié)議的簡單改變來生產高度抗腐蝕的鋼材,”該研究的主要作者Myeong-Hoon Lee教授說,“這使得它對節(jié)約能源和環(huán)境資源非常有意義。”
 
  這項研究發(fā)表在《Corrosion Science》雜志上。
 

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