新合金涂層被開發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：8682

　　據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。韓國的研究人員現在已經開發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，但咸的海洋環境帶來了額外的挑戰。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了明顯的銹蝕。未經過熱處理的新合金表現較好，但在1600小時后出現了明顯的腐蝕。經過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，也很少發生腐蝕。

　　經過仔細檢查，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，“這使得它對節約能源和環境資源非常有意義。”

　　這項研究發表在《Corrosion Science》雜志上。

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