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海洋结构中管道的腐蚀
腐蚀导致材料随着时间的推移而变弱、变形和恶化。|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伟德国际1946在线娱乐海洋危险环境的海上和浮动结构。但除了海浪的不断拍打,还有更多的事情需要记住。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。

在富含盐分的海水中,腐蚀是工程师的大敌。

为了解决这个问题,位于加尔维斯顿的德克萨斯A&M大学海洋工程系助理教授Marcelo Paredes博士一直致力于材料建模,特别是广泛用于汽车、海洋和核工业的工程材料,并研究腐蚀如何影响高熵合金(HEAs)。

Paredes说:“作为该部门的一部分,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关键方面,该部门与腐蚀性环境有很多关系。”“这项研究广泛应用于材料科学、化学、机械工程等许多知识领域,对其充分理解做出了重要贡献。”尽管做出了这些努力,但人们对HEAs的耐腐蚀性能知之甚少。”

正如Paredes所解释的那样,HEAs(或由五种或更多元素等量或相对较大比例混合而成的合金)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推动力是发现更坚固、更耐腐蚀的新材料的必要性,这些材料具有更好的机械和化学特性,可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。”

为了更好地了解腐蚀过程,并设计两种不同的耐腐蚀HEAs (FeAlNiCu-Cr和FeAlNiCu-Ti), Paredes与来自美国的研究人员进行了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,以及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。他们的共同目标是了解腐蚀如何影响不同酸度水平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,直至接近原子的分辨率。

Paredes说:“我相信,解决材料设计这一具有挑战性的问题是一个非常富有成效的联合合作,可以探索HEA作为下一代工程材料在恶劣环境中的应用潜力。”

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