Ученые смогут предотвратить разрушение металлических конструкций и дентальных имплантатов 10-09-2018 Ученые из Массачусетского Технологического Института провели исследование, в ходе которого пытались выяснить механизмы водородного охрупчивания. Открытие ученых позволит предотвратить разрушение металлических конструкций и имплантатов, в том числе.
Автор исследования Джон П. Хансон объясняет: "Водород попадает в металл и заставляет его неожиданно разрушаться во время процесса, называемого водородным охрупчиванием". Ученые изучали этот процесс в течение 150 лет, но пока точный механизм водородного охрупчивания предсказать сложно.
"Это во многом потому, что у нас нет полного понимания механизмов, лежащих в его основе", - сказал Хансон, который получил за эту работу докторскую степень.
Исследователи использовали два различных синхротронных инструмента, высокоэнергетическую дифракционную микроскопию и рентгеновскую абсорбционную томографию, чтобы проанализировать микроскопическую структуру трещины в суперсплаве никеля. Исследование представляет собой первый случай, когда метод микроскопии использовался исследователями, не участвующими в его развитии. Объединенный экспериментальный инструмент и программное обеспечение для анализа уникальны в мире.
Металл состоит из микроскопических кристаллов или зерен. В никелевых суперсплавах трещины, вызванные водородным охрупчиванием, распространяются вдоль границ между этими зернами. Хэнсон сказал, что уникальные инструменты на APS beamline 1-ID позволяют впервые не только увидеть ориентацию зерен вокруг трещины в процессе, но и на границы зерен. В результате команда определила 10 микроскопических структур, которые делают металлы более сильными и менее восприимчивыми к ключевому экологическому фактору – водороду, который может повредить их.
"Мы смогли показать не только, какие границы зерен сильнее, но что именно улучшает их производительность", - сказал Хэнсон. Это может в конечном итоге позволить инженерам создавать более прочные металлы, с учетом этих новых характеристик.
Исследование заняло восемь лет, прежде всего потому, что оно включало огромные объемы данных, которые трудно анализировать. Необработанные данные для работы будут заполнять почти 400 DVD-дисков. Кроме того, данные не похожи на трехмерную модель материала.