Conoscere la corrosione per progettare materiali migliori

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Un gruppo di scienziati coordinato dalla Penn State University sta indagando il meccanismo della corrosione per prevedere meglio il fenomeno del cedimento e progettare materiali più resistenti.

Come fa il sale fuso a corrodere il suo contenitore di metallo?

Un gruppo di ricercatori coordinato dalla Penn State University, negli Stati Uniti, si è posto questa domanda, osservando una corrosione penetrante e localizzata che esisteva solo in una dimensione, come un wormhole, cioè un tunnel nel terreno scavato da un verme.

Per rispondere il team ha sviluppato strumenti e approcci di analisi ad hoc, scoprendo un nuovo meccanismo di morfologia della corrosione e indicando nel contempo il potenziale della progettazione intenzionale di tali strutture per consentire materiali più avanzati.
La corrosione è spesso accelerata in siti specifici a causa di vari difetti dei materiali e ambienti locali distinti, ma il rilevamento, la previsione e la comprensione della corrosione localizzata è estremamente impegnativo“, ha affermato Andrew M. Minor, professore di Scienza dei Materiali e ingegneria presso l’Università della California Berkeley e il Lawrence Berkeley National Laboratory.

Gli scienziati hanno ipotizzato che la formazione di wormhole sia collegata all’eccezionale concentrazione di posti vacanti (i siti vuoti che risultano dalla rimozione di atomi) nel materiale e li hanno mappati combinando la microscopia elettronica a trasmissione a scansione 4D con dei calcoli teorici.

I materiali non sono perfetti – ha aggiunto Michael Short, professore associato di Scienze e Ingegneria Nucleare presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT). Hanno posti vacanti e la concentrazione di posti vacanti aumenta man mano che il materiale viene riscaldato, irradiato o, nel nostro caso, sottoposto a corrosione. Le concentrazioni tipiche di posti vacanti sono molto inferiori a quella causata dal sale fuso, che si aggrega e funge da precursore del tunnel spaziale”.

Ora che hanno compreso meglio l’attraversamento del sale e come questo cambia a seconda del tipo e del metallo, i ricercatori sperano di applicare una fisica simile per prevedere meglio i processi di cedimento e sviluppare materiali più resistenti.

Come passo successivo, vogliamo capire come questo processo si evolve in funzione del tempo e come possiamo catturare il fenomeno con le simulazioni per aiutare a capire i meccanismi“, spiega Mia Jin, assistente di Ingegneria Nucleare alla Penn State.

https://www.psu.edu/news/engineering/story/scientists-identify-new-mechanism-corrosion

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