15 Сентября 2017

Золотой стандарт испытаний на растрескивание.




Трещины в трубопроводах с природным газом, ископаемым топливом и водой могут нанести серьезный ущерб. Кроме того, трещины и коррозия являются серьезной проблемой для атомных электростанций. Ученые использовали высокоскоростную съемку и цифровой анализ изображений, чтобы наблюдать события, которые вызывают трещины, а также скорость движения трещин.

Используя сплав серебристого золота, модель для более распространенных материалов, они обнаружили, что коррозионные трещины начинаются с образования пористого слоя. Трещины образуются в пористом слое и могут перемещаться на расстоянии до 200 метров, или примерно на одну десятую мили, за одну секунду. Трещины заставляют металл разрушаться как стекло на микрометрической шкале, хотя при меньших масштабах (ниже одного микрометра) переломы подобны моделирующей глине, которая может растягиваться перед разрывом.

Предотвращение сбоев в ядерных энергетических установках, очистных сооружениях и других инфраструктурных объектах имеет жизненно важное значение как для безопасного производства энергии, так и для общественной безопасности. Понимание причин и характера высокоскоростных переломов в материалах может привести к материалам и процессам, которые предотвращают будущие сбои.

Коррозионные среды, такие как те, которые находятся внутри атомных электростанций и других объектов, могут привести к сбою из нержавеющей стали, латуни или других металлических сплавов. В материалах образуются пористые слои, которые могут привести к разрушению материала и соответствующих инженерных сооружений. Одним из объяснений повреждения является то, что трещина начинается в пористом слое, а затем вводится - с высокой скоростью - в непористую исходную фазу материала. Используя ультрабыструю фотографию и корреляцию цифрового изображения, ученые из Университета штата Аризона изучали статические и динамические свойства разрушения автономного монолитного нанопористого золота в качестве функции электрохимического потенциала.

Эксперименты показывают, что при электрохимических потенциалах, типичных для образования пористости, эти структуры могут поддерживать трещину при скоростях трещины 200 м / с. Результаты определяют важную роль высокоскоростных переломов в разрушении жизненно важных материалов и могут помочь в разработке материалов, устойчивых к растрескиванию.