盡管金屬的硬度很高，但只要有足夠的時(shí)間，即便普通空氣也可以對(duì)它造成損傷。如果與氧氣反應(yīng)，就會(huì)形成金屬氧化物（比如鐵銹），銹久了就會(huì)最終導(dǎo)致金屬的破裂。當(dāng)然，不是所有金屬都那么容易被氧化，比如氧化鋁、氧化鉻、二氧化硅，就可以保護(hù)金屬免受進(jìn)一步的腐蝕。為了探究這三種金屬氧化物的奇異特性，麻省理工團(tuán)隊(duì)決定深入研究一番。

氧化鋁涂層極薄，且能夠像液體一樣流動(dòng)

    在有壓力的情況下（比如反應(yīng)堆里面），腐蝕會(huì)發(fā)生得特別快。而研究人員測(cè)試了當(dāng)暴露于空氣、并置于機(jī)械應(yīng)力之下時(shí)，這些特殊氧化物的涂層如何保護(hù)內(nèi)部金屬。

    為了看得仔細(xì)一些，MIT 團(tuán)隊(duì)甚至動(dòng)用了分辨率達(dá)到原子級(jí)別的環(huán)境傳輸電子顯微鏡（E-TEM）。結(jié)果表明，氧化鋁的性能極其優(yōu)異。

    即便作為一種固體，氧化鋁也可以像液體一樣，在極短的時(shí)間內(nèi)形成超薄的保護(hù)層（約 2 到 3 nm）。當(dāng)鋁被拉伸的時(shí)候，氧化層也會(huì)被拉長(zhǎng)、保持金屬外層的全覆蓋，從而防止氧氣的進(jìn)入。

    MIT 研究人員們?cè)谑覝叵伦C明了這種現(xiàn)象，鋁被拉伸到了原先的兩倍長(zhǎng)，而沒(méi)有發(fā)生開(kāi)裂。通常氧化鋁會(huì)變現(xiàn)得非常脆，但研究發(fā)現(xiàn)這種薄薄的氧化層，幾乎和常規(guī)的鋁一樣能夠變形。

    通過(guò)填充空隙和隔絕表層空氣，它可以防止金屬鋁被氧化。

    值得一提的是，這種自我修復(fù)的保護(hù)層可以在高壓力的情況下發(fā)揮作用，比如燃料電池或核電站的反應(yīng)堆里。

    由于它在小范圍內(nèi)活動(dòng)，研究人員稱(chēng)其可能特別適合包含氫氣等微小分子，因?yàn)樗梢源┻^(guò)大多數(shù)其它材料。

    有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《納米快報(bào)》（Nano Letter）上。

    論文鏈接：

    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b00068

— END —

 更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：殷鵬飛

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：fsfhzy666@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414