韩国开发新型合金涂层，显著提高钢铁耐腐蚀性能

2022-01-11 11:11:05 作者：腐蚀与防护来源：腐蚀与防护分享至：

据New Atlas报道，尽管钢铁的用途非常广泛，但是这种材料有一个突出的弱点是容易受到腐蚀。近期，韩国的研究人员开发出一种新型合金涂层，通过在表面处理中增加一个简单的额外步骤，就可以显著提高钢铁的耐腐蚀能力。

钢材通常会被涂上其他金属以提高其耐腐蚀性能，但咸湿的海洋环境带来了额外的挑战。铝是一种常见的防腐蚀涂层材料，但它本身往往会与海水中的氯离子发生反应，容易生锈。

因此，韩国海事海洋大学（KMOU）的工程师开发了一种由铝、镁和硅（Al-Mg-Si）组成的新型合金涂层。该团队从镀铝钢开始，也就是在铝和硅的浴液中热浸的钢，对于缺少的成分“镁”不能通过这种方法来实现，所以该团队使用物理气相沉积法为钢进行涂层。最后，涂层被暴露在375°C的高温下，持续不同的时间。

然后，研究小组通过对新涂层进行标准的盐雾试验来测试其耐腐蚀性能。他们比较了被加热0分钟、5分钟和30分钟的新型合金试样，以及普通的镀铝钢板和镀锌钢板试样。果然，新涂层的性能远远好于其他材料！

镀铝和镀锌钢板在800小时的盐雾暴露后出现了明显的锈蚀。未经过热处理的新型合金表现较好，但在1600小时后出现了明显的腐蚀。经过30分钟热处理的合金在2000小时之前显示出很少的锈蚀，在那之后锈蚀迅速增加。但表现尤为突出的是被加热5分钟的新型合金，即使在2400小时后测试结束，也很少发生腐蚀。

经过仔细分析，研究小组确定了该涂层的耐腐蚀特性背后的机理。即在材料表面形成了两层“屏障”，靠近表面的大部分是铝基，而更深层的则是由铝、镁和硅组成的合金层。这个内层产生了一种较好的“屏蔽”效应，保护钢铁更长时间不受腐蚀。对试样进行的最初加热就是通过允许镁迁移到材料的更深处来帮助这个过程的形成。

值得注意的是，盐雾试验与现实世界中的腐蚀率没有直接关系，也无法考虑到所有的环境因素，如湿润和干燥周期，以及除普通盐水外的其他腐蚀剂等。但这些试验结果确实表明，新的合金涂层具有很大的发展潜力。

“我们的研究揭示了如何利用表面处理的简单改变来生产高度抗腐蚀的钢材，”该研究报告的主要作者Myeong-Hoon Lee教授说道，“这使其对节约能源和保护环境等非常有意义。”

这项研究已发表在《Corrosion Science》杂志上。

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