Источник иллюстрации: www.eurekalert.org
Ученые Бингемтонского университета в штате Нью-Йорк во главе с Гуанвеном Чжоу (Guangwen Zhou) изучали распространение ржавчины в алюмоникелевом сплаве, используя низкоэнергетичный электронный микроскоп. Результаты исследования были опубликованы в журнале PNAS.
Оказалось, что ржавчина распространяется в структуре металла не с одинаковой скоростью по всем направлениям. Использование крайне мощного микроскопа помогло увидеть, как разные части сплава по-разному реагируют на возникновение оксидов — то есть ржавчины. Алюмоникелевый сплав состоит из атомных ступенек и плоских террас. Первое наблюдение показало, что каждая ступенька размером всего с один атом, но именно ступеньки порождают те атомы, которые быстро окисляются. Но распространяется окисление только по плоским террасам, так как ржавчина не может «подняться» на новую ступеньку.
Низкоэнергетичный электронный микроскоп открыл для ученых еще одну важную вещь: атомные ступеньки препятствуют распространению ржавчины. Окисление пытается захватить наиболее подверженные воздействию атомы с краев атомных ступенек, а ступеньки в свою очередь сжимаются все плотнее и в конце концов вообще останавливают процесс окисления. Однако, к сожалению, все не так просто. Полоски окисления начинают двигаться в другом направлении. Когда ученые стали рассматривать другой срез структуры сплава, то увидели, что в нем окисление распространяется по ступенькам, и его ничто не может остановить.
Отсюда был сделан важный вывод о необходимости подробно изучить разницу в этих двух структурах и понять, как эти различия влияют на распространение ржавчины. Кстати, как отметили исследователи в интервью сайту Phys.org, не все окиси вредны, иногда они могут даже создавать защитный слой, предохраняющий металл от коррозии.
