تاثیر مخرب شبکه‌های نانوذرات فلز در خوردگی آلیاژهای فلزی

بر اساس فرضیات موجود، میزان اکسید در یک آلیاژ باعث محافظت آلیاژ از خوردگی می‌شود؛ اما دانشمندان در آزمایشگاه ملی آرگون کشف کرده‌اند که نانوذرات فلز باعث ایجاد شکاف در این پوشش می شود. میزان اکسید توسعه‌یافته روی سطح خارجی آلیاژ در دمای بالا، منجر به ایجاد یک سطح حفاظتی می‌شود که از فرو رفتن مولکول‌های مخرب حامل کربن به درون آلیاژ جلوگیری می‌کند.

بر اساس فرضیات موجود، میزان اکسید در یک آلیاژ باعث محافظت آلیاژ از خوردگی می‌شود؛
اما دانشمندان در آزمایشگاه ملی آرگون کشف کرده‌اند که نانوذرات فلز باعث ایجاد
شکاف در این پوشش می شود. میزان اکسید توسعه‌یافته روی سطح خارجی آلیاژ در دمای
بالا، منجر به ایجاد یک سطح حفاظتی می‌شود که از فرو رفتن مولکول‌های مخرب حامل
کربن به درون آلیاژ جلوگیری می‌کند. باید به‌راحتی بتوان از پراکندگی کربن در
میزان اکسید صرف نظر کرد؛ اما مطالعات انجام‌شده نشان می‌دهد که کربن می‌تواند
به‌ صورت نامشخص و کنترل‌نشده از میان خط اکسیدی(که به‌صورت پوشش محافظ عمل می‌کند)
نفوذ کرده، باعث خوردگی و زودشکنی شود.

ایالات متحده آمریکا سالانه ۴ درصد از تولیدات ناخالص ملی خود را به‌علت خوردگی
آلیاژهای فلزی از دست می‌دهد. یک شبکه فلزی پیوسته این اجازه را به کربن می‌دهد
تا بدون نیاز به حفره یا شکاف در میان اکسید محافظ، از بین برود. محققان عموماً
بر این باورند که مولکول‌های کربن‌دار موجود در اکسید به درون شکاف‌ها و منافذ
نفوذ می‌کنند؛. اما به‌کارگیری سه روش‌ جدا گانه میکروسکوپی نیروی مغناطیسی،
تحلیل باریکه نانوپرتوX و میکروسکوپی الکترونی روبشی(SEM)، شبکه‌هایی از
نانوذرات آهن و نیکل فرورفته درون اکسید را آشکار کرد.

کربن به‌راحتی می‌تواند در میان فلزات منتشر شده‌، مسیری را برای اتم کربن
جابه‌جاشده دیگر(که جزء نواقص اکسید به شمار نمی‌رود) ایجاد کند. بر اساس
آزمایش‌های انجام‌شده نانوذرات فلز در اکسید مشاهده می‌شود و در صورت از بین
رفتن این نانوذرات فلزی، مقاومت در برابر خوردگی و آلیاژهایی با عمر طولانی‌تر
خواهیم داشت.

بر اساس تحقیقات انجام‌شده (ANL)، آزمایشگاه ملی آرگون موفق به توسعه دسته‌هایی
از فلزات در مقیاس آزمایشگاهی شده‌است که ماندگاری آنها ده برابر طولانی‌تر از
نمونه‌های آلیاژی مشابه با میزان کرومیم یکسان است. همینک ۵۰ گونه از آلیاژهای
فلزی به‌صورت موفقیت‌آمیز را یکی از تولیدکنندگان آلیاژ طراحی کرده که در زمان
مناسب به بازار عرضه خواهد شد. آلیاژهایی تولیدشده ANL، در صنایع شیمیایی و
مواد شیمیایی نفتی و صنایع بازیافت از اهمیت خاصی برخوردار است. این کشف جدید
نه تنها در فلزات ترکیب‌شده با کربن، بلکه در ابعاد دیگر تحقیق از جمله توسعه
آلیاژها و سطح‌پوشانی برای سلول‌های سوختی(که در دمای بالا استفاده می‌شوند)
نیز کاربرد دارد .