韓研超級合金塗層 提高鋼材抗鏽能力

［星島綜合報道］儘管鋼鐵很有用，但它的主要弱點可能是容易受到腐蝕。韓國的研究人員現在已經開發出一種新的合金塗層，通過在表面處理中增加一個簡單的額外步驟，提高了鋼的抗鏽能力。

鋼通常被塗上其他金屬以提高其抗腐蝕能力，但鹹的海洋環境帶來了額外的挑戰。鋁是一種常見的防腐蝕塗層，但它本身往往會與海水中的氯離子發生反應，並容易生鏽。

因此在新的研究中，韓國海洋大學（KMOU）的工程師開發了一種由鋁、鎂和硅（Al-Mg-Si）組成的新合金塗層。該團隊從鍍鋁鋼開始，即把鋼熱浸在鋁和硅的溶液中，為其鍍膜。鎂不能通過這種方法來應用，所以該團隊使用物理氣相沉積法為鋼進行塗層。最後，塗層被暴露在375°C（707°F）的高溫下，持續不同的時間。

然後，該團隊通過對新塗層進行標準的鹽霧測試來考驗其耐腐蝕性。他們比較了被加熱了0、5或30分鐘的新合金版本，以及普通的鍍鋁鋼板和鍍鋅鋼板。

果然，新塗層的表現遠遠好於其他材料。鍍鋁和鍍鋅鋼板在800小時的鹽霧暴露後出現了明顯的鏽蝕。未經過熱處理的新合金表現較好，但在1600小時後出現了明顯的腐蝕。經過30分鐘熱處理的合金在2000小時之前顯示出很少的鏽蝕，但其後鏽蝕迅速增加。但明顯突出的是被加熱5分鐘的合金。即使在2400小時後測試結束，也很少發生腐蝕。

經過仔細檢查，研究小組確定了該塗層的抗腐蝕特性背後的機制。腐蝕產物形成了兩層——靠近表面的大部分是鋁基，而更深層的則是由鋁、鎂和硅組成。這個內層產生了一種屏蔽效應，保護鋼鐵更長時間不受腐蝕。樣品的最初加熱通過允許鎂遷移到材料的更深處來幫助這個過程。

值得注意的是，鹽霧試驗與現實世界的腐蝕率沒有直接的聯繫。畢竟，它們是一種集中的特別處理，旨在加速一個在正常環境中可能需要幾年或幾十年的過程。它們也不能考慮到所有的因素，如濕潤和乾燥周期，以及除普通鹽水外的其他腐蝕劑。但結果確實表明，新的合金塗層有很大的潛力。

「我們的研究揭示了如何利用表面處理方法的簡單改變來生產高度抗腐蝕的鋼材，」該研究的主要作者Myeong-Hoon Lee教授說，「這使得它對節約能源和環境資源非常有意義。」

圖片：KMOU

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