Ученые из России в восемь раз замедлили образование ржавчины у морских судов
Группа ученых, куда вошли физики из МФТИ, предложили новый способ антикоррозийной обработки для авиационной стали ВНС-5. Разработанный метод улучшает коррозионные характеристики стали без ухудшения ее механических свойств. Особенно технология будет полезна для деталей морских судов — она замедлит образование ржавчины.
Результаты опубликованы в Journal of Manufacturing and Materials Processing. Низкая коррозионная стойкость авиационной стали марки ВНС-5 в морских условиях мотивировала ученых на поиск новых методов ее обработки. Во время испытаний в естественной среде во Вьетнаме тестовые образцы данной стали сильно разрушались из-за коррозии в результате естественных процессов биообрастания (грибком, мхом и другими микроорганизмами). Так как из ВНС-5 делают болты и анкеры для морских судов, улучшение коррозионных свойств данной стали является востребованной задачей.
Ученые из Долгопрудного и Томска впервые применили метод высокодозовой ионной имплантации пучками ионов хрома и аргона для поверхностного легирования авиационной стали ВНС-5. Эта дорогостоящая сталь, поэтому из нее выполняют только самые ответственные узлы морских судов. К ее прочностным и коррозионным свойствам предъявляют высокие требования. Предложенный метод позволит модифицировать поверхностные слои толщиной до 100 нм, что улучшит коррозионные свойства материала при сохранении его прочностных свойств.
«Обработка пучками ионов хрома и аргона позволяет достигнуть самых высоких показателей долговременной коррозионной стойкости, когда-либо достигаемых методами ионной имплантации. Результат впечатляет. До этого в нашей лаборатории мы много лет обрабатывали промышленные стали и сплавы, но эффект либо был кратковременным, либо малозначительным», — поделился Виктор Семин, старший научный сотрудник лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах МФТИ.
Физики сравнили два подхода к увеличению коррозионной стойкости аустенитно-мартенситной стали: химическую пассивацию и ионную имплантацию. При химической пассивации исследуемый образец погружается в специальный раствор на 140 часов для формирования на его поверхности соединений хрома. Ионная имплантация подразумевает воздействие на материал пучком ионов хрома и аргона, генерируемого с помощью нового типа ионного источника на основе импульсного магнетронного разряда.
Ученые изучили электрохимические параметры и коррозионную стойкость обработанных сталей в морской среде. Ионная имплантация снижает коррозионный ток в 7,8 раза, в то время как при химической пассивации наблюдается лишь незначительное снижение. Значения коррозионного тока отражают скорость, с которой данный материал будет окисляться и, таким образом, разрушаться под воздействием факторов внешней среды.
«Для практического применения важно быть уверенными, что предложенная поверхностная обработка дает длительный эффект. Для этого мы имитируем в лаборатории условия, искусственно ускоряющие скорость коррозии, и фиксируем коррозионные токи. Чем меньше значения токов, тем выше коррозионная стойкость», — объяснил Виктор Семин.
Химическая пассивация формирует на поверхности гидроксиды хрома, увеличивая таким образом проводимость поверхностных слоев. При ионной имплантации на поверхности образца образуется слой богатый оксидом хрома, что повышает способность материала противостоять коррозии. Толщина оксидного слоя влияет на общий «барьерный» эффект, препятствующий распространению коррозии вглубь материала.
Ионная имплантация легирует поверхностные слои материала хромом, что облегчает образование оксидной пленки на основе соединений хрома. Спектроскопические исследования показали, что в основном защитная пленка состоим из оксидов хрома, а доля оксидов железа значительно меньше. Это повышает коррозионные свойства материала, поскольку коррозионные повреждения практически не воздействуют на «слабые» части оксидной пленки — оксиды железа.
Главное преимущество ионной имплантации в том, что модифицированный слой не имеет границы раздела с подложкой. Этот слой будет служить ровно столько, сколько служит сама деталь. У всех покрытий есть проблема сцепления к подложке, что может привести к отслоению защитного покрытия под воздействием внешних условий. Однако для образцов, обработанных с помощью ионной имплантации, такой проблемы не наблюдается.
«Мы планируем по результатам данной работы подать проект РНФ под названием “Разработка комплекса электрохимических и ионно-пучковых способов модификации поверхности аустенитно-мартенситных сталей марок ВНС5 и ВНС74 для повышения их механических свойств и ресурса работы в морской среде и расширить круг исследований”», — поделился Виктор Семин.
В работе участвовали ученые из Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ, Института сильноточной электроники СО РАН и Томского государственного университета.
Telegram 
Дзен 
VK Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Спортивная добавка, знакомая каждому второму посетителю тренажерного зала, оказалась неожиданно важной для противоопухолевого иммунитета. Американские ученые выяснили, что иммунные клетки внутри опухоли активно поглощают креатин и без него теряют способность бороться с раком.
Старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко проанализировал принципы работы одежды с маркировкой UPF — технологии, которая блокирует до 98% ультрафиолетового излучения. В отличие от солнцезащитного крема, такая защита не смывается водой и действует весь день, но при этом требует правильного выбора материала. Эксперт развеял популярные мифы: почему мокрая хлопковая футболка не спасает от ожогов, можно ли загореть в UPF-купальнике и зачем горнолыжной куртке защита от солнца.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно