最新發現推翻幾十年的理論，鎳工業有了新的“打開方式”_風聞

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編譯／雷鑫宇  審稿／alone  責編／唐林芳

研究人員在研究鎳的腐蝕情況時發現，共格孿晶界耐腐蝕的理論存在缺陷。科學家們必須重新考慮金屬腐蝕理論。

被腐蝕的鎳表面的掃描電鏡圖片。

鎳是地球上含量最豐富的元素之一。雖然它的質地很硬，但是在室温下具備可塑性，並且是一種有磁性的良導熱、導電體。最值得注意的是，與很多金屬不同，鎳具有很強的耐腐蝕性。因此，鎳在工業領域有非常廣泛的應用。

eurekalert.org網站8月6日報道，美國德克薩斯農工大學材料科學與工程副教授、動態形變固體研究中心主任Michael Demkowicz博士帶領的團隊在美國物理學會的《物理評論材料》雜誌公佈了關於鎳的驚人發現：鎳不僅會被腐蝕，其腐蝕方式還非常出乎科學家們的意料。

與拼圖遊戲類似，材料是由相互連接的“片段”構成的。在顯微鏡下觀察鎳，會發現它是由微小而緻密的晶粒聚集而成的。腐蝕會“優先攻擊”晶粒之間的接觸邊界，這種現象被稱為“粒間腐蝕”。

粒間腐蝕是一種發生在微觀層面上的局部腐蝕類型，它主要對晶粒邊界造成破壞，而非是直接“擊穿”材料表面。換句話講，粒間腐蝕會由內至外削弱材料性能。

一直以來，科學家們認為被稱為“共格孿晶界”的特殊粒間邊界是耐腐蝕的。令人驚訝的是，在鎳的腐蝕實驗中，Demkowicz等發現幾乎所有的腐蝕都恰好發生在鎳的共格孿晶界上。

共格孿晶界是最簡單的大角度晶界。

共格孿晶界是材料內部結構沿共享邊界形成自身鏡像的區域。當原子邊界處的晶體排列整齊時，就會產生共格孿晶界。一般來講，共格孿晶界是在結晶過程中自然產生的，但也可能是受機械或熱性能影響的結果。

德州農工大學材料科學與工程系研究生、論文作者Mengying Liu表示：“純鎳基本上是耐腐蝕的，它作為陰極材料在充電時更不容易被腐蝕，但我們確實在共格孿晶界發現了腐蝕情況。我們的發現有望幫助工程師們預測腐蝕的最初起點，以及製造更耐腐蝕的金屬材料。”

Demkowicz團隊的發現不僅為耐腐蝕材料提供了重要線索，還為共格孿晶界的腐蝕理論打開了新視角。多年以來，研究人員一直認為共格孿晶界能抵禦腐蝕。為了減少腐蝕，他們甚至努力在金屬材料中創造出更多共格孿晶界。

金屬腐蝕理論需要重新建立？

Demkowicz説：“我們的發現推翻了幾十年來對金屬腐蝕的假設。原來，我們一直確信的共格孿晶界耐腐蝕的推論是有缺陷的。因此，我們需要建立金屬腐蝕理論的新見解。”

期刊來源：《物理評論材料》

期刊編號：2475-9953

原文鏈接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-08/tau-sdc080619.php

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