Про шкоду досконалості

Вчені з Інституту фізичної хімії РАН виявили, що метал може руйнуватися з катастрофічною швидкістю, якщо на його поверхні утворюється досконала, непроникна для агресивної речовини, плівка.


Дослідники намагалися з'ясувати, чому цирконій і його сплави (матеріали, що використовуються на атомних електростанціях), що працюють в умовах підвищених температур і тисків, якийсь період часу досить добре чинять опір корозії, після чого починають руйнуватися з величезною швидкістю. Раніше було помічено, що такий перехід до «катастрофічного окислення» відбувається незабаром після утворення на поверхні металу білої оксидної плівки замість чорної. Рентгенографічні та інші дослідження показували, що хімічний і фазовий склад поверхневого оксиду при цьому залишаються колишніми, змінюється лише його кристалічна структура. Але сам по собі цей факт не пояснював втрати стійкості металу. Вчені з інституту фізичної хімії РАН запідозрили, що біла модифікація поверхневої плівки містить підвищену концентрацію так званих точкових дефектів - вакансій (відсутність атомів у вузлах кристалічної решітки), через які до металу через товщу плівки і здійснюється перенесення агресивних іонів. Однак на свій подив вони виявили, що навпаки, біла плівка містить набагато менше надлишкових вакансій (точкових дефектів структури), ніж чорна. Тобто через її кристалічну решітку переміщення агресивних іонів досить складно, а значить, метал не повинен вступати в хімічну реакцію, тобто руйнуватися. Розгадка виявилася дуже простою. Оксид з підвищеною концентрацією точкових дефектів пластичний, в той час як «бездефектний» - значно більш крихкий. А в разі діоксиду цирконію його біла модифікація виявилася крихкою як скло, через що в міру збільшення її товщини, в ній накопичуються механічні напруги, і рано чи пізно, плівка розтріскується, відкриваючи вільний доступ агресивних іонів до металу. Ось уже, дійсно, найкраще - ворог хорошого.


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND