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據(jù)New Atlas報(bào)道，盡管鋼鐵很有用，但它的主要弱點(diǎn)可能是容易受到腐蝕。韓國(guó)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(gè)簡(jiǎn)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(yīng)，容易生銹。
因此，在新研究中，韓國(guó)海事海洋大學(xué)(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(tuán)隊(duì)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(yīng)用，所以該團(tuán)隊(duì)使用物理氣相沉積法為鋼進(jìn)行涂層。最后，涂層被暴露在375°C的高溫下，持續(xù)不同的時(shí)間。
然后，研究小組通過對(duì)新涂層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的鹽霧試驗(yàn)來測(cè)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(yuǎn)遠(yuǎn)好于其他材料。鍍鋁和鍍鋅鋼板在800小時(shí)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(shí)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(shí)之前顯示出很少的銹蝕，到那時(shí)，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(shí)后測(cè)試結(jié)束，也很少發(fā)生腐蝕。
經(jīng)過仔細(xì)檢查，研究小組確定了該涂層的耐腐蝕特性背后的機(jī)制。腐蝕產(chǎn)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(gè)內(nèi)層產(chǎn)生了一種“屏蔽”效應(yīng)，保護(hù)鋼鐵更長(zhǎng)時(shí)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(gè)過程。
值得注意的是，鹽霧試驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)世界的腐蝕率沒有直接關(guān)系。它們也不能考慮到所有的因素，如濕潤(rùn)和干燥周期以及除普通鹽水外的其他腐蝕劑。但這些結(jié)果確實(shí)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(jiǎn)單改變來生產(chǎn)高度抗腐蝕的鋼材，”該研究的主要作者M(jìn)yeong-Hoon Lee教授說，“這使得它對(duì)節(jié)約能源和環(huán)境資源非常有意義。”
這項(xiàng)研究發(fā)表在《Corrosion Science》雜志上。
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