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金属纳米粒子网络导致合金腐蚀
  作者:    日期:2010-06-22     信息来源: 【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
 
    氧化膜被认为能够很好地保护合金不被大面积腐蚀,但美国能源部下属的阿贡国家实验室已经发现,金属纳米粒子会打破这层保护罩。
  合金外表面的氧化膜在高温下会形成一道保护屏障,阻止破坏性的含碳分子对合金的渗透。碳向氧化膜的扩散理应是微不足道的,但研究表明,碳能够穿透氧化膜,导致合金变脆和受到腐蚀。
  阿贡实验室的研究人员称,美国每年由于合金腐蚀而造成的损失占到国民生产总值的4%。连续的金属纳米粒子网络使碳能够穿过氧化膜进行固溶和扩散。
  人们普遍认为,含碳分子会逃逸到氧化膜的裂缝或孔隙中,但使用三种不同技术——先进光子光源的纳米束X光分析、纳米材料中心的磁力显微镜以及电子显微镜中心的扫面电子显微镜后,阿贡实验室的科学家发现了嵌在氧化膜当中的铁镍纳米粒子网络。
  碳可以借助金属轻松地实现扩散,并形成一条不涉及膜缺陷的碳原子传输路径。
  通过检查氧化膜,研究人员发现了金属纳米粒子,如果将其消除,就可以制备出更耐腐蚀寿命更长的合金。
  基于这项研究,阿贡实验室开发出了几批实验室规模的材料,它们的寿命是具有类似铬成分的商用合金的10倍。目前,合金制造商已成功铸造出50磅重的这样一批合金,并将逐步实现商业化。化学、石化和炼油企业对阿贡实验室开发的这种合金相当有兴趣。
  这项发现不仅在金属灰化和渗碳领域具有很大影响,也同样在合金开发以及高温燃料电池涂敷应用等其他研究领域具有重要作用。该研究的经费由美国能源部能源效率和可再生能源办公室工业技术计划提供。
  该研究工作的相关论文发表在《自然·材料》杂志(Nature Mater., 2008, 7: 641-646.)上。
检索日期 2008年8月13日