По оценкам Всемирной организации коррозии (да, есть и такая!), ежегодный ущерб от коррозии во всем мире превышает 2,5 триллиона долларов. А в некоторых странах до 40% стали уходит именно на замену проржавевших конструкций и деталей.
Мало просто произвести хороший металл — его еще нужно и надежно защитить. Поэтому в сегодняшнем дайджесте рассказываем, какие разработки ученых продлевают металлам срок жизни.
95% эффективности
Команда ученых из Пермского Политеха разработала способ подавить процесс коррозии стали, показавший эффективность на уровне 95%.
Коррозия стали происходит под влиянием влажности, кислорода, химических реагентов и различных микроорганизмов. Сейчас относительно легко с атмосферными повреждениями стали справляются специальные покрытия и химические вещества, препятствующие образованию ржавчины. Но защитить конструкцию от биологической коррозии — разрушения под воздействием бактерий, грибов и водорослей — намного сложнее.
Ученые придумали метод подавления коррозии стали, который комплексно решает проблему микробиологического разрушения. Для исследования железобактерий — одного из основных агентов биологической коррозии — ученые отобрали пробы воды из рек в разное время года, и с помощью питательной среды отобрали достаточно бактерий для изучения. Полученные образцы поглотили растворенные ионы металла, окислили их и преобразовали в ржавчину. При этом бактерии также создали агрессивную кислую среду, которая ускоряет порчу металла.
По итогам испытаний антикоррозионных средств ученые выделили лучшее: сочетание нитрита натрия (0,05-1%) и буры (0,1%). Эта смесь обеспечила эффективность защиты от коррозии до 95%.
Коррозию морских судов замедлили в 8 раз
Команда российских ученых предложили новый способ антикоррозийной обработки для авиационной стали ВНС-5. Эту сталь применяют не только в авиационной промышленности, но и выполняют из нее важные узлы морских судов. Соответственно, требования к прочности и стойкости такой стали очень высоки.
Проведя необходимые исследования, ученые приняли решение обрабатывать сталь пучками ионов хрома и аргона методом высокодозовой ионной имплантации. Такой метод позволяет модифицировать поверхностные слои толщиной до 100 нм, благодаря чему коррозионная стойкость заметно растет, а прочность остается неизменной.
Испытания метода ионной имплантации показали, что коррозионный ток — скорость окисления материала — снизился в 8 раз. По заявлениям ученых, главное преимущество ионной имплантации — модифицированный слой не имеет границы раздела с подложкой. Этот слой будет служить ровно столько, сколько служит сама деталь.
Бор, защищающий от коррозии
Международная команда ученых разработала высокопрочный и химически стойкий антикоррозийный состав, впервые в истории применив бор для улучшения характеристик.
В ходе испытаний к многокомпонентному интерметаллиду — химическое соединение металлов с преимущественно металлической связью между атомами в решетке — целенаправленное микролегирование бором, чтобы снизить хрупкость и увеличить пластичность конструкции. Также ученые синтезировали и второй материал, не содержащий бора, чтобы сравнить итоговые характеристики.
Новая разработка будет полезна для создания высокопрочных и химически стойких покрытий, устойчивых к высокотемпературной коррозии, а также к воздействию электролитов: кислот, соленой воды и других. Такие покрытия отлично подойдут для аэрокосмической отрасли, автомобилестроения и энергетики, включая тепловые и атомные электростанции.
