افزایش مقاومت در برابر خوردگی با نانولوله‌های کربنی

محققان ژاپنی با افزودن نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره به آلیاژهای منیزیم، توانستند
خواص خوردگی آنها را به مقدار قابل ملاحظه‌ای بهبود بخشند. ویژگی‌های مکانیکی آنها
نیز بهتر و باعث شده‌است که جایگزین پرآتیه‌ای برای آلیاژهای آلومینیومی و پلاستیک‌های
مهندسی در بسیاری از کاربردها باشند.

آلیاژهای منیزیمی به‌دلیل سبکی وزن به‌طور مرسوم در ادوات اتومبیل، اسباب
الکترونیکی و وسایل ورزشی مورد استفاده هستند؛ با این حال، برای بهبود خواص خوردگی
لازم است که این آلیاژها در حین فراوری پوشش داده شوند که همین امر باعث محدود کردن
کاربردهای آنان می‌شود.
ظاهراً مورینوبو اِندو از دانشگاه شینشو واقع در ناگانو به همراه همکارانش، راه حلی
برای این مشکل یافته‌اند. این محققان دریافته‌اند که افزودن حدود ۵ درصد وزنی از
نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره کوتاه هم‌‌جهتِ بسیار منظم، می‌تواند مقاومت خوردگی
این آلیاژها را بهبود بخشد، همچنین علاوه ‌بر این نتیجه خیلی مهم، خواص مکانیکی نیز
بهبود یافته‌اند(افزایش ۲۵ درصد و ۱۱ درصد به‌ترتیب در مدول کشسانی و استحکام کششی).

 

اِندو و همکارانش با استفاده از روش ترکیب پودر– پودر و استفاده از فرایندهای قالب‌گیری
تحت فشار در خلأ، توانستند ترکیبات آلیاژ منیزیمی حاوی نانولوله‌های کربنی چندجداره
را تهیه‌کنند. آنها با فرو بردن آلیاژهای مذکور به داخل آب شور و اندازه‌گیری جرم
از دست‌رفته، موفق به تعیین خوردگی آنها شدند.
این دانشمندان پی بردند که این ترکیبات جدید بعد از حدود ۲۰ ساعت قرار گرفتن در
داخل حمام نمک هیچ جرمی را از دست نمی‌دهد، و این در حالی است که آلیاژهای منیزیمی
مرسوم حدود ۱۳ درصد جرم خود را از دست می‌دهند.
طبق اظهارات این گروه، خواص خوردگی این آلیاژها به‌دلیل شکل‌گیری لایه‌های اکسیدی
پایدار در مرز دانه‌های منیزیم بهبود می‌یابد. اندو گفت:«علاوه ‌بر این، با
به‌کارگیری نانولوله‌ها در داخل آلیاژ منیزیم، می‌توان از جدا ‌‌‌شدن لایه‌های
اکسیدی جلوگیری کرد که این عمل باعث کند ‌‌‌شدن تشکیل لایه‌های اکسیدی ‌بعدی
می‌شود.»
اندو افزود:«به نظر ما این ترکیبات جدید، یکی از بهترین کاندیداهای ممکن برای ساخت
مواد سبک وزن اتومبیل‌هاست و حتی عقیده ما این است که آنها می‌توانند جایگزین
آلیاژهای آلومینیومی و پلاستیک‌های مهندسی شوند که دارای کاربردهای تجاری در وسایل
کم وزن، محکم و بادوام هستند.» این گروه هم‌اکنون مشغول توسعه روش‌هایی برای کنترل
خواص الکتریکی و گرمایی این آلیاژها است.
این محققان نتایج کار خود را در مجله Applied Physics Letters منتشر کرده‌اند.