El níquel es uno de los elementos más abundantes en la tierra. Es difícil, aún maleable, magnético a temperatura ambiente, y relativamente buen conductor de electricidad y calor. Más destacado, el níquel es altamente resistente a la corrosión, que proporciona una variedad de usos por industria.

Sin embargo, un descubrimiento sorprendente de un equipo de investigadores de la Universidad de Texas A&M ha descubierto que el níquel no solo se corroe, pero lo hace de una manera que los científicos menos esperaban.

El equipo fue dirigido por el Dr. Michael Demkowicz, profesor asociado y director de posgrado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, y director del Centro para la excelencia en la investigación sobre sólidos deformados dinámicamente en la Universidad Texas A&M.

Su trabajo fue publicado en la American Physical Society Materiales de revisión física revista en un artículo titulado "Corrosión preferencial de los límites gemelos coherentes en níquel puro bajo carga catódica".

Una observación sorprendente

Como un rompecabezas terminado Los materiales están hechos de piezas entrelazadas. Microscópicamente, el níquel está hecho de agregados de pequeños, cristales o granos muy compactos.

La corrosión ataca preferentemente a las articulaciones, o "fronteras, "entre estos granos. Este fenómeno, conocida como corrosión intergranular, es un tipo de deterioro localizado que se produce a nivel microscópico, apuntar a la descomposición de materiales en los bordes de cada uno de estos límites, en lugar de en la superficie exterior del material. Como tal, debilita el material de adentro hacia afuera.

Hasta ahora, Los científicos pensaron que un tipo especial de límite, conocido como un límite gemelo coherente, era resistente a la corrosión. Asombrosamente, el equipo descubrió que casi toda la corrosión en sus experimentos ocurrió precisamente en estos límites.

Los límites gemelos coherentes son áreas en las que el patrón de la estructura interna del material forma una imagen especular de sí mismo a lo largo de un borde compartido. Ocurren cuando las formaciones de cristales a ambos lados de un borde de ancho de átomo se alinean sin desorden o desorden. Estos tipos de límites ocurren naturalmente durante la cristalización, pero también puede ser el resultado de influencias mecánicas o térmicas.

"El níquel puro es principalmente resistente a la corrosión. Pero cuando lo cargamos en el lado catódico (pasivo y de menor energía), que es incluso menos probable que se corroa, lo hicimos, asombrosamente, ver trincheras de corrosión visibles en límites gemelos coherentes, "dijo Mengying Liu, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Texas A&M y primer autor del artículo. "Este hallazgo ayudará a los ingenieros a predecir dónde es más probable que comience la corrosión. Incluso puede conducir a la producción de metales que se corroen menos".

Una mejor comprensión

La investigación del equipo no solo proporciona a los ingenieros información vital sobre los materiales que se utilizan a menudo en situaciones que requieren resistencia a la corrosión, pero también ofrece una nueva perspectiva con respecto a la corrosión intergranular a lo largo de límites gemelos coherentes.

Durante años, los investigadores han operado bajo el supuesto de que los límites gemelos coherentes resisten la corrosión. Incluso han trabajado para crear metales que tienen más de estos límites en un esfuerzo por reducir la corrosión.

"Este hallazgo toma décadas de suposiciones sobre la corrosión del metal y las pone de cabeza, ", dijo Demkowicz." En un esfuerzo por reducir la corrosión, la gente ha estado fabricando metales que contienen tantos límites gemelos coherentes como sea posible. Ahora habrá que reconsiderar toda la estrategia ".

Demkowicz cree que la información científica proporcionada por este estudio puede ser incluso más importante que sus aplicaciones tecnológicas. "Resulta que el razonamiento que anteriormente nos llevó a creer que los límites gemelos coherentes son resistentes a la corrosión es defectuoso, ", dijo." Este trabajo proporciona pistas sobre cómo mejorar nuestra comprensión fundamental de la corrosión del metal ".