新材料可以替代铝制航空设备涂层中有毒的铬酸盐

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雷诺市内华达大学的一个材料工程研究团队已经开发出一种环境友好型并且可自我修复的涂料，用来覆盖国防和航空航天应用中的铝。该涂料旨在替代剧毒的铬酸盐转化涂料，尽管铬酸盐转化涂料用来保护铝和铝合金免受腐蚀已经超过50年。在火奴鲁鲁举行的关于电化学和固态科学的国际太平洋会议上，该研究小组介绍了其研究结果。首席科学家兼任美国内华达大学材料科学与工程的助理教授Dev　Chidambaram在该大学的《今日内达华》上表示：“该研究结果在会议上深受欢迎。”

20世纪80年代以来，研究人员一直致力于寻找代替涂层中铬酸盐的无毒替代品。铬酸盐是一类致癌物质，因2000年的电影《永不妥协》而广为人知。它们禁止用于电子和汽车应用上，但一些国防和航空航天应用仍在使用。这是因为还没有发现具有同等性能的无毒替代品，并且这些应用被腐蚀而导致失败的风险很高。上个月我们报道了土耳其迪兹杰大学开发的无毒的涂料，该材料利用了从椰枣汁中提取的成分。该涂料用来保护锻造的铝-锌-镁-铜AA7000合金材料。此合金材料通常用于航空航天应用的承重结构上。这些结构很容易受到海水腐蚀和金属间相的影响。代替航空航天和国防应用中的铬酸盐的关键是找到一种无毒的涂层材料，可以防止点蚀并且可以自我修复。铬涂层被划伤或受到其他损坏后可以自我修复，铬离子可以从铝表面的钝化地区迁移到损伤部位，再次纯化并保护其下的铝。Chidambaram的团队表示，钼涂层解决了这个问题。它可应用于铝及铝合金，性能与铬酸盐相似，并且可自我修复。一个延时视频（此页的“酷视频”下）展示了在一块航空铝合金AA2024-T6上形成涂层的过程。研究人员开发并测试了超过300个版次的涂层。他们使用多种先进的表面分析技术来确认划伤区域上钼酸的存在情况，包括拉曼显微光谱、傅里叶变换红外光谱、能量分散光谱、二次离子质谱法和X射线光电子能谱。为了说明该涂层能在划痕试验后自我修复，该研究小组使用了电化学测试。下一步的工作是优化涂层增强其保护能力。该研究团队的首席研究员Chidambaram是该大学材料和电化学研究实验室的负责人。该科研团队成员包括大卫·罗德里格斯，内华达大学的研究生，曾进行了广泛的材料测试，以及罗山米斯拉，博尔德科罗拉多大学航空航天工程专业的本科生。