استفاده از اکسید آلومینیوم برای جلوگیری از زنگ زدگی

موبنا – ممکن است فلزات محکم به نظر برسند اما در زمان مشخص، حتی هوا هم می‌تواند این ویژگی آنها را خنثی کند. تعامل اکسیژن با فلز می‌تواند به واکنشی مانند زنگ‌زدگی منجر شود.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه “ام‌آی‌تی”(MIT) دریافتند که با استفاده از یک پوشش نازک از اکسید آلومینیوم که عملکرد آن مانند مایع است و توانایی پر کردن شکاف‌ها را دارد، می‌توان آلومینیوم را از زنگ زدگی بیشتر حفظ کرد.

اگر اکسید فلزات به زنگ زدگی یا تیره شدن آنها منجر شود، موجب خوردگی و نهایتا ترک خوردن فلزات می‌شود اما اکسید همه فلزات، مخرب نیستند.

سه اکسید خاص یعنی اکسید آلومینیوم، اکسید کروم و اکسید سیلیکون می‌توانند فلز را از زنگ زدگی بیشتر حفظ کنند و گروه دانشگاه ام‌.آی‌.تی تصمیم گرفتند دلیل این موضوع را بفهمند.

زنگ‌زدگی تحت شرایط خاصی مانند قرار گرفتن داخل یک راکتور، سریعتر رخ می‌دهد.

پژوهشگران در آزمایش خود دریافتند که پوشش‌دهی خوب این اکسیدهای خاص می‌تواند از فلزات زیرین آنها هنگام تماس با اکسیژن و قرار گرفتن در فشار مکانیکی، محافظت کند.

آنها برای بررسی دقیق این موضوع، از یک “میکروسکوپ الکترونی عبوری محیطی”(E-TEM) استفاده کردند. در این بررسی، اکسید آلومینیوم عملکرد خوبی داشت و مشاهده دقیق فرآیند محافظت از فلز، با استفاده از این میکروسکوپ برای پژوهشگران ممکن شد.

با وجود اینکه اکسید آلومینیوم جامد است، عملکرد آن هنگام به کار بردن لایه‌های بسیار نازک اکسید – حدود دو یا سه نانومتر – به مایع شباهت دارد.

با کشش آلومینیوم، لایه اکسید امتداد می‌یابد و فلز مورد نظر را پوشش می‌دهد و به این ترتیب، از تماس اکسیژن با آن جلوگیری می‌کند.

گروه پژوهشی ام‌.آی‌.تی توانست طول اصلی آلومینیوم را با وجود کشش آن بیش از دو بار در دمای اتاق، بدون ترک خوردن حفظ کند. با اینکه معمولا اکسید آلومینیوم بسیار شکننده است، با استفاده از این لایه نازک، تغییری در شکل آن ایجاد نشد.

این پوشش‌های خاص که حالت خودترمیمی دارند می‌توانند در شرایط پرفشاری مانند پیل‌های سوختی یا راکتورهای نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده شوند.

این پژوهش، در مجله ” Nano Letters” به چاپ رسید.

 منبع: ایسنا