Ingenjörer har länge vetat att vattenånga kan påskynda korrosion av metaller och legeringar, men de exakta mekanismerna förblir svårfångade och därför svåra att förhindra. Nu har ett internationellt forskarlag tittat på hur vattenånga korrosion fungerar på atomnivå. Deras arbete avslöjar hur involvering av protoner påskyndar korrosionsprocessen.

Att förstå hur vattenånga som dimma eller ånga korroderar metaller och legeringar kan hjälpa ingenjörer att hålla industriella system som fungerar på topp längre. Beväpnad med den kunskapen, ingenjörer kan också förbättra katalytiska omvandlingsprocesser och förbättra jonledning i material.

Forskare från EMSL, the Environmental Molecular Sciences Laboratory, en Office of Science-användaranläggning, samarbetat med kollegor vid Pacific Northwest National Laboratory, kinesiska vetenskapsakademin, och State University of New York i Binghamton för att studera effekten av vattenånga och förhöjda temperaturer på en nickel-kromlegering. Med hjälp av EMSL:s miljööverföringselektronmikroskop, de kunde direkt observera oxidtillväxt på en nickel-kromlegering under korrosion på atomnivå. Vad de upptäckte var en komplex dans av protoner, katjoner, och anjoner som ledde till ökad korrosion och en mer porös struktur av oxiden. De modellerade sedan processen genom datorsimuleringar för att bekräfta sina resultat.

Deras arbete ger insikter i hur vattenånga kan förändra andra material, speciellt vid höga temperaturer.