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晶间腐蚀新发现
2019-08-15 11:42:30 作者:本网整理 来源:网络

镍是地球上最丰富的元素之一,也是工业设备中常见的材料。


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镍的硬度高,在常温下具有延展性和磁性,导电和导热性能也不错。


当然,最受关注的还是它的耐腐蚀性能


常温下,在潮湿空气中表面能够形成致密的氧化膜,阻止继续氧化。在稀硝酸溶液中缓慢溶解,强硝酸能使它的表面钝化而具有抗腐蚀性。盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液基本拿它没办法。


然而,最近的研究却发现,镍竟然是以科学家们最意想不到的方式发生腐蚀。


先来温习下知识点


在“有了这种结构,金属材料性能将更强大”一文中我们介绍过,金属是由许许多多大小、外形和排列方向均不相同的晶体构成的,镍也是如此。就像我们完成的一个拼图,是由一个个碎片相互拼接而成,这些拼缝称为晶界。


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其中,有一种特殊类型的晶界——共格孪晶界,能够大幅度提高晶体的强度。这种晶界类型在自然结晶的过程中会产生,在形变热处理过程中也会产生,比如退火。


晶界是腐蚀攻击的首要目标,是一种发生在微观层面上的局部腐蚀,称为晶间腐蚀,由晶粒间的分界面向内部扩展,从内到外削弱金属材料的性能,破坏力可是实打实的。在“渗碳与腐蚀”一文中我们也对局部腐蚀做过介绍,这里就不赘述啦。


Emmm……该介绍的似乎都已经介绍过了,那还有的说吗?


当然有,而且还是个反转!

反转的不仅是剧情,还有科学发现

 


多年来,科学家们一直认为共格孪晶界能够提高金属的耐晶间腐蚀性能。换句话说,共格孪晶界越多,金属耐腐蚀性越好。为此,人们努力地制造含有更多这种晶界类型的金属。


但是,现在必须要重新思考这个问题了,尤其是计划以此作为毕业论文主题的同学们更要注意了,可别怪我们没提醒。


大家都知道,利用阴极保护效应能减轻金属腐蚀,也就是向被腐蚀金属表面施加一个电流,成为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制。


美国德州农工大学的研究人员在腐蚀性溶液中做纯镍阴极保护实验时,却惊讶地发现:在某些条件下,共价孪晶界并非总是耐腐蚀的,而是特别容易受到晶间腐蚀。


而且,这个结果是经过很多次实验反复验证过的,并不是偶然发生。


这还了得?!这不就是证明了几十年来学术界对共价孪晶界耐腐蚀的研究存在缺陷?


恰恰相反,却是对晶间腐蚀研究提供了一个新角度。


虽然原因有待于进一步研究,但这一发现能够帮助工程人员预测腐蚀最可能从哪里开始发生,对提高金属腐蚀的基本认识提供了一个新的线索。


要知道,腐蚀这个老掉牙的学科能保持几十年甚至百年的长青,那是有原因的:难避免、难根除、难修复。当今仍然能保持每年大量高质量论文产出的学科,腐蚀在材料学可是领跑者,这也是我们反复介绍这个话题的原因:因为有的写。


玩笑归玩笑,当然还是希望腐蚀有朝一日能够被避免、被根除、被修复,毕竟安全生产、延长设备的使用寿命才是我们的共同目标。

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