Фантастические сцены разваливающейся инфраструктуры, знакомые по фильмам-антиутопиям, отражают не вымысел, а реальную проблему: коррозия разрушает здания, мосты и автомобили, становясь одной из самых дорогостоящих угроз для экономики.
Глобальные затраты на борьбу с коррозией оцениваются в триллионы долларов, а в Соединённых Штатах до 3% валового внутреннего продукта расходуется на устранение отказов материалов, вызванных этим процессом.
Учёные из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (LLNL) работают над прогнозированием коррозионных процессов, чтобы на ранней стадии проектировать более прочные и долговечные материалы. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Communications.
Брэндон Вуд из LLNL подчёркивает, что традиционные представления о коррозии базировались на исторических данных, связанных с определёнными металлическими составами и технологиями обработки, и любые изменения в этих параметрах делают прежние прогнозы ненадёжными – «все ставки пропадают».
Пэнхэ Сяо, бывший постдокторант LLNL, ныне сотрудничающий с Dalhousie University, разработал многомасштабные симуляции, отражающие динамику роста, растворения и изменений состава оксидных плёнок под влиянием факторов, таких как pH и напряжение. Экспериментальные исследования, проведённые под руководством Криса Орми из LLNL, дали важное представление о промежуточном режиме напряжения, ранее остававшемся малоизученным.
Применение продвинутого кинетического моделирования позволило ускорить симуляцию коррозионных процессов с учётом как состава материалов, так и рабочих условий. Особое внимание уделено естественной оксидной плёнке, которая играет роль защитного барьера, и изменениям её свойств (растворение, трещинообразование, увеличение проницаемости) приводящим к разрушениям.
Анализ включал три режима напряжения: низкий, высокий и промежуточный. В случае промежуточного режима исследователи обнаружили конкуренцию между процессами растворения и повторного осаждения, когда молекулы покидают поверхность, перемешиваются и вновь осаждаются, изменяя внешний вид и защитные свойства плёнки.
Интеграция методов симуляции с элементами машинного обучения позволила создать модель, способную прогнозировать время и механизмы коррозии в сложных условиях, что имеет практическое значение для строительства кораблей, мостов и других критичных объектов, где микробатарейные эффекты усиливают процесс разрушения.
Изображение носит иллюстративный характер
Глобальные затраты на борьбу с коррозией оцениваются в триллионы долларов, а в Соединённых Штатах до 3% валового внутреннего продукта расходуется на устранение отказов материалов, вызванных этим процессом.
Учёные из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (LLNL) работают над прогнозированием коррозионных процессов, чтобы на ранней стадии проектировать более прочные и долговечные материалы. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Communications.
Брэндон Вуд из LLNL подчёркивает, что традиционные представления о коррозии базировались на исторических данных, связанных с определёнными металлическими составами и технологиями обработки, и любые изменения в этих параметрах делают прежние прогнозы ненадёжными – «все ставки пропадают».
Пэнхэ Сяо, бывший постдокторант LLNL, ныне сотрудничающий с Dalhousie University, разработал многомасштабные симуляции, отражающие динамику роста, растворения и изменений состава оксидных плёнок под влиянием факторов, таких как pH и напряжение. Экспериментальные исследования, проведённые под руководством Криса Орми из LLNL, дали важное представление о промежуточном режиме напряжения, ранее остававшемся малоизученным.
Применение продвинутого кинетического моделирования позволило ускорить симуляцию коррозионных процессов с учётом как состава материалов, так и рабочих условий. Особое внимание уделено естественной оксидной плёнке, которая играет роль защитного барьера, и изменениям её свойств (растворение, трещинообразование, увеличение проницаемости) приводящим к разрушениям.
Анализ включал три режима напряжения: низкий, высокий и промежуточный. В случае промежуточного режима исследователи обнаружили конкуренцию между процессами растворения и повторного осаждения, когда молекулы покидают поверхность, перемешиваются и вновь осаждаются, изменяя внешний вид и защитные свойства плёнки.
Интеграция методов симуляции с элементами машинного обучения позволила создать модель, способную прогнозировать время и механизмы коррозии в сложных условиях, что имеет практическое значение для строительства кораблей, мостов и других критичных объектов, где микробатарейные эффекты усиливают процесс разрушения.
