décembre 3, 2021

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Les ingénieurs développent un matériau flexible et autoréparable pour protéger l’acier des éléments

L’étudiant diplômé de l’Université Rice MASR Saadi applique un composé de soufre et de sélénium à l’acier pour tester sa capacité à protéger la surface des contaminants biotiques et abiotiques. Crédit : Jeff Fitlow

L’isolateur soufre-sélénium fabriqué avec des dispositifs flexibles à l’esprit a peut-être trouvé son véritable destin : en tant que revêtement anti-corrosion pour l’acier.


Le composé développé par le laboratoire de l’Université Rice pour le scientifique des matériaux PolykylAgean s’est avéré plus diélectrique que la plupart matériau souple et plus flexible que la plupart des isolants, ce qui en fait un bon candidat pour les composants électroniques tels que les téléphones portables pliables.

En même temps, les auteurs du matériel pensaient : que pouvait-elle faire d’autre ?

« Avant même de faire un premier rapport sur le matériau, nous recherchions plus d’applications », a déclaré le scientifique des matériaux Muhammad Rahman, chercheur principal de l’étude et professeur agrégé de recherche en science des matériaux et nano-ingénierie à la George Brown School of Materials Science and Nanoengineering à George Brown. L’école. ingénierie.

« Alors nous avons pensé: » Mettons-le dans de l’eau salée et voyons ce qui se passe «  », a-t-il déclaré.

« Par-dessus tout, nous avons constaté que le revêtement visqueux et caoutchouteux s’auto-cicatrise », a déclaré l’étudiant diplômé de Rice et co-auteur principal MASR Saadi.

Les résultats des expériences de Rice et de la South Dakota School of Mines and Technology, trouvés dans des matériaux avancés, pourraient être une aubaine pour les infrastructures – bâtiments, ponts et tout ce qui se trouve au-dessus ou sous l’eau fait de acier– qui nécessitent une protection contre les éléments.

Les ingénieurs développent un matériau flexible et autoréparable pour protéger l'acier des éléments

L’illustration montre le processus simple consistant à combiner de la poudre de soufre et du sélénium en un composé capable de protéger l’acier doux des éléments. Crédit : Groupe de recherche Ajian

Les chercheurs ont noté que le soufre et le sélénium combinent les meilleures propriétés des revêtements inorganiques tels que les composés à base de zinc et de chrome qui bloquent l’humidité et les ions chlore, mais pas les biofilms qui réduisent les sulfates, et les revêtements à base de polymères qui protègent l’acier dans des conditions abiotiques mais sensibles. pour la corrosion causée par les microbes.

Lors du premier test du matériau, le laboratoire a enduit de petites plaques d' »acier doux » avec un alliage de soufre et de sélénium, et les a plongées dans l’eau de mer pendant un mois avec un simple morceau d’acier de contrôle. Les acier peint Aucune décoloration ou autre changement n’est apparu, mais l’acier exposé s’est rouillé de manière significative, ont-ils rapporté. Le revêtement s’est avéré très résistant à l’oxydation lors de l’immersion.

tester Bactéries sulfato-réductrices, connu pour accélérer la corrosion jusqu’à 90 fois plus vite que les attaquants abiotiques, des échantillons enrobés et non enrobés ont été exposés pendant 30 jours au plancton et aux biofilms. Les chercheurs ont calculé « l’efficacité retardatrice » du revêtement à 99,99%.

Le composite de Rice s’est également bien comporté par rapport aux revêtements commerciaux d’épaisseurs similaires d’environ 100 microns, car il adhère facilement à l’acier tout en repoussant les attaquants.

Enfin, ils ont testé les propriétés d’auto-guérison de l’alliage en coupant un film en deux et en plaçant les pièces les unes à côté des autres sur une plaque chauffante. Les parties séparées ont été rattachées en un seul film en environ deux minutes lorsqu’elles ont été chauffées à environ 70°C (158°F) et ont pu être pliées exactement comme le film d’origine. Les défauts de perforation ont été guéris en les chauffant à 130 °C (266 °F) pendant 15 minutes.

Des tests ultérieurs des alliages traités prouvent leur capacité à protéger complètement l’acier ainsi que les revêtements d’origine.

Abd al-Rahman a dit : « Si vous piquez le lingot, il récupérera. » « S’il a besoin de récupérer rapidement, nous l’aidons avec de la chaleur. Mais avec le temps, la plupart des spécimens plus épais se rétabliront d’eux-mêmes. » Il a déclaré que le laboratoire devait encore tester si les couches minces d’environ 100 microns cicatrisaient sans aide.

Le laboratoire ajuste et considère les matériaux pour différents types d’acier Peinture technique. « La première cible est les structures, mais nous reconnaissons que l’industrie électronique a certains des mêmes problèmes de corrosion », a déclaré Ajian. « Il y a des opportunités. »


Mesure de la force d’adhérence de revêtements minces


Plus d’information:
Sandhya Susarla et al, Résistance à la corrosion des revêtements en alliage soufre-sélénium, matériaux avancés (2021). DOI : 10.1002 / adma.202104467

Introduction de
Université du riz

la citation: Les ingénieurs développent un matériau flexible et auto-cicatrisant pour protéger l’acier des éléments (2021, 22 octobre) Récupéré le 22 octobre 2021 sur https://phys.org/news/2021-10-flexible-self-healing-material-steel -éléments. html

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