不锈钢点蚀“元凶”被发现

    本报沈阳7月1日电(记者毕玉才 特约记者刘勇 通讯员吕宝生)今天,记者在中科院沈阳金属研究所获悉,沈阳材料科学国家(联合)实验室马秀良研究员领导的团队利用高分辨率透射电子显微技术,发现不锈钢中存在的氧化物纳米八面体似微小“肿瘤”,是产生点蚀的原因。

    不锈钢的表面因形成致密的氧化铬薄膜而具有高抗腐蚀能力。然而,局部点状腐蚀却难以避免。点蚀破坏具有极大的隐蔽性和突发性,特别是在石油、化工、核电等领域,点蚀容易造成管壁穿孔,使大量油、气泄漏,甚至造成火灾、爆炸等灾难。

    自上世纪三十年代至今,人类对不锈钢点蚀形核机制的探索从未间断。但点蚀的最初位置始终被认为“随机而不可预测”。马秀良等科学家的研究表明,在一定的介质条件下硫化锰的局域溶解正是起源于它与“肿瘤”之间的界面处,并由此逐步向材料体内扩展。研究还表明,氧化物纳米八面体使得硫化锰的局域溶解存在速度上的差异。在此基础上,该研究小组与英国贝尔法斯特女王大学的胡培君教授合作,确定出具有强的活性、易使其周围硫化锰快速溶解的氧化物纳米八面体具有以金属离子作为其外表面的特征,类似于“恶性肿瘤”;相反,较低活性的纳米八面体则以氧离子作为其外表面,类似于“良性肿瘤”。这一发现为揭示不锈钢点蚀初期硫化锰溶解的起始位置提供了直接的证据,使人们对不锈钢点蚀机理的认识从先前的微米尺度提升至原子尺度。