Flerskiktsbeläggningen har visat hög motståndskraft mot rost och kan få långtgående konsekvenser inom byggområdet. Kredit:Korea Maritime &Ocean University
Stålets styrka gör det till ett av de mest robusta materialen som mänskligheten känner till. När den är galvaniserad med zink (Zn) blir den mer motståndskraftig mot korrosion. Detta gör det till ett ekonomiskt val att använda i konstruktion och infrastruktur.
Under det senaste decenniet har Zn-reserverna minskat avsevärt, vilket tvingar oss att gå över till att använda Zn-legeringar. Magnesium (Mg) är det vanligaste legeringsmineralet, och när det används i små mängder kan det förbättra korrosionsbeständigheten hos Zn.
Nu har professor Myeong-Hoon Lee, chef för Center of Surface Corrosion Control Engineering vid Korea Maritime and Ocean University, och hans kollegor föreslagit en ny beläggning för stål som lovar att öka dess livslängd. "Under min tid i flottan märkte jag många maskiner som rostade. Så jag engagerade mig i den här forskningen i hopp om att producera bättre rostskyddande stål", säger prof. Lee och förklarar sin motivation bakom studien.
"För att överleva i tuffa miljöer måste högt rostskyddande material utvecklas. Stål är ett sådant material och ökad livslängd gör stålet mer hållbart", förklarar Prof. Lee. Deras studie publicerades i Corrosion Science .
Den föreslagna flerskiktsbeläggningen omfattar tre skikt tillverkade med hjälp av fysisk ångavsättning (PVD). Ett Zn-Mg-lager är placerat mellan två Zn-lager. Det översta Zn-skiktet skyddar Zn-Mg-skiktet från att komma i kontakt med den korrosiva miljön. Den sista försvarslinjen för stålet är det nedre Zn-skiktet.
Två prover preparerades för att testa korrosionsbeständigheten hos detta modifierade stål – ett innehållande 10 % Mg och det andra 25 % Mg. Teamet fann att tecken på rost uppträdde efter 208 timmar och 408 timmar för 10% respektive 25% kompositioner, jämfört med 96/120 timmar för konventionella Zn-beläggningar.
Därefter jämförde de korrosionsbeständigheten hos de två kompositionerna. De fann att 25%-kompositionen har en högre motståndskraft mot rost än 10%-ig. Detta var i strid med tidigare rapporter som tyder på att Mg-halter högre än 8 % sänker stålets korrosionsbeständighet. Forskarna tillskrev detta motsägelsefulla fynd till närvaron av det översta Zn-lagret, vilket gjorde det möjligt att öka Mg-innehållet i Zn-Mg-lagret.
"Flerskiktsbeläggningen på stål gör den mycket stabil, ekonomisk och hållbar, vilket gör den till ett idealiskt val för användning i tuffa miljöer", avslutar Prof. Lee. + Utforska vidare
