Strutture a nido d'ape in regioni localizzate nella parte superiore dello strato di magnetite su un acciaio martensitico dopo la corrosione in LBE. Credito:Luo Lin
Un gruppo di ricerca guidato da Jiang Zhizhong dell'Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha trovato una struttura a nido d'ape in regioni localizzate nella parte superiore dello strato di magnetite sull'acciaio martensitico e ne ha analizzato il motivo di formazione e processi.
I piccoli reattori nucleari, in particolare i reattori veloci raffreddati al piombo con lega eutettica piombo-bismuto (LBE) come refrigerante principale, hanno buone prospettive di applicazione nell'energia marina, nell'alimentazione regionale, nella desalinizzazione dell'acqua di mare e in altri campi. Tuttavia, nei materiali in acciaio possono verificarsi corrosione per ossidazione omogenea o corrosione per dissoluzione e in aree locali possono verificarsi anche infiltrazione di LBE e corrosione per vaiolatura, a causa dell'elevata solubilità di ferro, cromo e nichel in LBE ad alta temperatura. La corrosione per vaiolatura è una delle forme di corrosione più distruttive, che influirà seriamente sul servizio sicuro a lungo termine dei piccoli reattori veloci raffreddati al piombo.
"La struttura a nido d'ape è composta da molti pori poveri di ossigeno e da rami simili a reti circostanti", ha affermato Luo Lin, membro del team di ricerca. "La bassa concentrazione di ossigeno favorisce la formazione di strutture a nido d'ape in un tempo più breve e in più aree."
Inoltre, la dimensione dei pori e l'area povera di ossigeno aumentavano con il tempo di corrosione. A 2.000 ore, la zona povera di ossigeno si estendeva allo strato di magnetite e allo strato di spinello sotto i pori, determinando più posti liberi di ossigeno negli strati sopra.
(un). Morfologia della sezione trasversale dell'acciaio esposto a LBE contenente il 10-7% in peso di ossigeno per 2.000 ore; (b)-(f). Risultati della scansione della mappa Energy Dispersive Spectroscop dell'area indicata dal riquadro blu in (a). Credito:Luo Lin
"La struttura a nido d'ape può diventare un punto di nucleazione della corrosione per vaiolatura e promuovere lo sviluppo della corrosione per vaiolatura", ha affermato Luo.
Questo studio mostra che la presenza di una struttura a nido d'ape significa che la bassa concentrazione di ossigeno disciolto in LBE è bassa, il che richiede una progettazione ottimale del sistema di controllo dell'ossigeno.
La ricerca è stata pubblicata su Corrosion Science . + Esplora ulteriormente
