跳到主要内容
海洋结构物管道上的腐蚀
随着时间的推移,腐蚀会导致材料变弱、变形和变质。|图片:盖蒂图片社

考虑到员工的生命和公司的成本,工程师们必须设计出能够承受海洋危险环境的海上和浮动结构。但要记住的不仅仅是海浪不断的拍打。例如,腐蚀会导致材料变弱和分解,侵蚀它们,直到它们屈服、变形或完全变质。

在含盐丰富的海水中,腐蚀是工程师的大敌。

为了解决这一问题,德州A&M大学加尔维斯顿分校海洋工程系助理教授Marcelo Paredes博士一直在研究材料建模——尤其是汽车、海上和核工业广泛使用的工程材料——并研究腐蚀如何影响高熵合金(HEAs)。

“作为这个部门的一部分,它与腐蚀环境有很大关系,金属材料的耐腐蚀性一直是海洋基础设施安全和设计协议的一个关键方面,”Paredes说。“这项研究广泛应用于许多知识领域,如材料科学、化学、机械工程等,对其全面理解做出了重要贡献。尽管做出了这些努力,但对hea的耐腐蚀性能仍然知之甚少。”

正如Paredes解释的那样,HEAs -或由相同或相对大比例的五种或更多元素混合而成的合金-由于其增强的质量,为工程领域的应用提供了新的机会。

他说:“这些进步背后的主要驱动力是必须发现新的材料,这些材料将更加坚固和耐腐蚀,具有更好的机械和化学特性,用于能源生产和海上设施,以及用于运输的低密度、低成本合金。”

为了更好地理解腐蚀过程,并设计出两种不同的耐腐蚀HEAs (FeAlNiCu-Cr和FeAlNiCu-Ti), Paredes与来自中国科学院的研究人员进行了国际和多学科的合作材料科学与工程系国家腐蚀与材料可靠性实验室在德州农工大学来自马德拉斯印度理工学院的普拉迪普·康达博士在印度金奈。总之,他们的目标是了解腐蚀如何影响不同酸度和加载模式下的各种变形机制。

材料的力学行为将在德州农工大学进行分析,材料的相形成、稳定性和演化将在印度马德拉斯理工学院进行分析,精确到接近原子的分辨率。

“我相信,解决这一具有挑战性的材料设计问题是一个非常富有成效的联合合作,可以建立,以探索HEA作为下一代材料的潜力,用于恶劣环境中的工程应用,”Paredes说。

Baidu