科學家開發柔性合金 可防止鋼鐵腐蝕並在受損時自我修復

萊斯大學的科學家們已研製出一種新的合金,它具有獨特和多樣化的屬性,可以證明在保護鋼鐵免受腐蝕方面非常有效。這種新型塗層不僅能防止普通鋼的浸水板生銹,而且具有彈性,並證明在受損時能自我修復。

科學家開發柔性合金 可防止鋼鐵腐蝕並在受損時自我修復

這種新的防腐蝕塗層是由一種輕質的硫硒合金製成的,根據其背後的材料科學家的說法,它結合了目前可用解決方案的理想品質。這意味著像鋅基和鉻基塗層一樣能夠阻擋濕氣和氯氣,像聚合物基塗層一樣能夠在類似海水的條件下保護鋼鐵,並且能夠抵禦微生物引起的腐蝕。

這是通過一系列的實驗確定的,其中第一個實驗是將普通低碳鋼的小板塊塗上硫硒合金並在海水中浸泡一個月,同時還有一塊未塗的鋼板作為對照。雖然裸露的鋼明顯生銹,但塗有塗層的鋼在顏色上沒有變化,並證明具有很強的抗氧化能力。

接下來,科學家們對它進行了測試,以對抗已知會大大加速腐蝕過程的硫酸鹽還原菌。有塗層和無塗層的樣品被暴露在浮游生物和生物膜中,合金再次幫助保護下面的鋼。據科學家稱,該塗層提供了99.99%的”抑制效率”。

也許最令人印象深刻的是,該團隊發現這種合金具有強大的自我修復特性。當把它的薄膜切成兩半,然後把兩片放在熱板上,當加熱到70°C時,它們在兩分鍾內重新變成了一個可折疊的薄膜。針孔也可以通過將材料加熱到130°C15分鍾來修復,癒合後的材料被證明在保護鋼鐵方面與未受損的原始塗層一樣有效。

科學家開發柔性合金 可防止鋼鐵腐蝕並在受損時自我修復

研究報告的作者Muhammad Rahman說:「如果你給合金來個猛擊,它就會復原。如果它需要快速恢復,我們就用熱來協助它。但隨著時間的推移,大多數厚的樣品會自行恢復。」

科學家們認為這種新的合金不僅可以作為水環境中和周圍的鋼鐵基礎設施的保護層,而且還可以用於可彎曲的電子產品。關於這一點,他們報告說該合金是一種比大多數柔性材料更好的絕緣體,同時也比大多數絕緣材料更靈活。他們現在正在繼續實驗該材料的品種,以適應不同類型的鋼材,並探索不同的塗層技術。

「第一個目標是結構,但我們知道電子行業也面臨著一些同樣的腐蝕問題,」研究報告作者Pulickel Ajayan說。「這存在機會。」

這項研究發表在《先進材料》雜誌上。

來源:cnBeta