鎳是地球上最豐富的元素之一,也是工業設備中常見的材料。
鎳的硬度高,在常溫下具有延展性和磁性,導電和導熱性能也不錯。
當然,最受關注的還是它的耐腐蝕性能。
常溫下,在潮濕空氣中表面能夠形成致密的氧化膜,阻止繼續氧化。在稀硝酸溶液中緩慢溶解,強硝酸能使它的表面鈍化而具有抗腐蝕性。鹽酸、硫酸、有機酸和堿性溶液基本拿它沒辦法。
然而,最近的研究卻發現,鎳竟然是以科學家們最意想不到的方式發生腐蝕。
先來溫習下知識點
在“有了這種結構,金屬材料性能將更強大”一文中我們介紹過,金屬是由許許多多大小、外形和排列方向均不相同的晶體構成的,鎳也是如此。就像我們完成的一個拼圖,是由一個個碎片相互拼接而成,這些拼縫稱為晶界。
其中,有一種特殊類型的晶界——共格孿晶界,能夠大幅度提高晶體的強度。這種晶界類型在自然結晶的過程中會產生,在形變熱處理過程中也會產生,比如退火。
晶界是腐蝕攻擊的首要目標,是一種發生在微觀層面上的局部腐蝕,稱為晶間腐蝕,由晶粒間的分界面向內部擴展,從內到外削弱金屬材料的性能,破壞力可是實打實的。在“滲碳與腐蝕”一文中我們也對局部腐蝕做過介紹,這里就不贅述啦。
Emmm……該介紹的似乎都已經介紹過了,那還有的說嗎?
當然有,而且還是個反轉!
反轉的不僅是劇情,還有科學發現
多年來,科學家們一直認為共格孿晶界能夠提高金屬的耐晶間腐蝕性能。換句話說,共格孿晶界越多,金屬耐腐蝕性越好。為此,人們努力地制造含有更多這種晶界類型的金屬。
但是,現在必須要重新思考這個問題了,尤其是計劃以此作為畢業論文主題的同學們更要注意了,可別怪我們沒提醒。
大家都知道,利用陰極保護效應能減輕金屬腐蝕,也就是向被腐蝕金屬表面施加一個電流,成為陰極,從而使得金屬腐蝕發生的電子遷移得到抑制。
美國德州農工大學的研究人員在腐蝕性溶液中做純鎳陰極保護實驗時,卻驚訝地發現:在某些條件下,共價孿晶界并非總是耐腐蝕的,而是特別容易受到晶間腐蝕。
而且,這個結果是經過很多次實驗反復驗證過的,并不是偶然發生。
這還了得?!這不就是證明了幾十年來學術界對共價孿晶界耐腐蝕的研究存在缺陷?
恰恰相反,卻是對晶間腐蝕研究提供了一個新角度。
雖然原因有待于進一步研究,但這一發現能夠幫助工程人員預測腐蝕最可能從哪里開始發生,對提高金屬腐蝕的基本認識提供了一個新的線索。
要知道,腐蝕這個老掉牙的學科能保持幾十年甚至百年的長青,那是有原因的:難避免、難根除、難修復。當今仍然能保持每年大量高質量論文產出的學科,腐蝕在材料學可是領跑者,這也是我們反復介紹這個話題的原因:因為有的寫。
玩笑歸玩笑,當然還是希望腐蝕有朝一日能夠被避免、被根除、被修復,畢竟安全生產、延長設備的使用壽命才是我們的共同目標。
免責聲明:本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有,如果涉及侵權,請第一時間聯系本網刪除。

官方微信
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
- 投稿聯系:編輯部
- 電話:010-62313558-806
- 郵箱:fsfhzy666@163.com
- 中國腐蝕與防護網官方QQ群:140808414