O níquel é um dos elementos mais abundantes da Terra. É difícil, ainda maleável, magnético à temperatura ambiente, e um condutor relativamente bom de eletricidade e calor. Mais notavelmente, o níquel é altamente resistente à corrosão, que fornece uma variedade de usos pela indústria.

Contudo, uma descoberta surpreendente por uma equipe de pesquisadores da Texas A&M University descobriu que o níquel não apenas corrói, mas o faz de uma forma que os cientistas menos esperavam.

A equipe foi liderada pelo Dr. Michael Demkowicz, professor associado e diretor de pós-graduação no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, e diretor do Centro de Excelência em Pesquisa em Sólidos Dinamicamente Deformados na Texas A&M University.

Seu trabalho foi publicado na American Physical Society's Materiais de revisão física periódico em um artigo intitulado "Corrosão preferencial de limites coerentes entre gêmeos em níquel puro sob carga catódica".

Uma observação surpreendente

Como um quebra-cabeça acabado, os materiais são feitos de peças interligadas. Microscopicamente, o níquel é feito de agregados de pequenas, cristais ou grãos bem embalados.

A corrosão ataca preferencialmente as articulações, ou "limites, "entre esses grãos. Este fenômeno, conhecido como corrosão intergranular, é um tipo localizado de decadência que ocorre em nível microscópico, visando a quebra de materiais nas bordas de cada um desses limites, em vez de na superfície externa do material. Como tal, enfraquece o material de dentro para fora.

Até agora, cientistas pensaram que um tipo especial de fronteira, conhecido como um limite gêmeo coerente, era resistente à corrosão. Surpreendentemente, a equipe descobriu que quase toda a corrosão em seus experimentos ocorreu precisamente nesses limites.

Limites gêmeos coerentes são áreas nas quais o padrão da estrutura interna do material forma uma imagem espelhada de si mesmo ao longo de uma borda compartilhada. Eles ocorrem quando as formações de cristal em ambos os lados de uma linha de fronteira de todo o átomo sem desordem ou desordem. Esses tipos de limites ocorrem naturalmente durante a cristalização, mas também pode ser o resultado de influência mecânica ou térmica.

"O níquel puro é principalmente resistente à corrosão. Mas quando o carregamos no lado catódico (passivo e de energia mais baixa), que é ainda menos provável de corroer, nós fizemos, surpreendentemente, ver valas de corrosão visíveis em limites de gêmeos coerentes, "disse Mengying Liu, estudante de pós-graduação no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Texas A&M e primeiro autor do artigo. "Essa descoberta ajudará os engenheiros a prever onde a corrosão é mais provável de começar. Pode até levar à produção de metais que corroem menos."

Um melhor entendimento

A pesquisa da equipe não só fornece aos engenheiros uma visão vital dos materiais frequentemente utilizados em situações que exigem resistência à corrosão, mas também oferece uma nova perspectiva em relação à corrosão intergranular ao longo de fronteiras de gêmeos coerentes.

Por anos, os pesquisadores partiram do pressuposto de que as fronteiras gêmeas coerentes resistem à corrosão. Eles até trabalharam para criar metais que tenham mais desses limites em um esforço para reduzir a corrosão.

"Essa descoberta leva décadas de suposições sobre a corrosão do metal e as vira de cabeça para baixo, "disse Demkowicz." Em um esforço para reduzir a corrosão, as pessoas têm feito metais que contêm tantos limites gêmeos coerentes quanto possível. Agora, toda essa estratégia terá que ser reconsiderada. "

Demkowicz acredita que a visão científica fornecida por este estudo pode ser ainda mais importante do que suas aplicações tecnológicas. "Acontece que o raciocínio que anteriormente nos levou a acreditar que os limites dos gêmeos coerentes são resistentes à corrosão é falho, "disse ele." Este trabalho fornece pistas sobre como melhorar nossa compreensão fundamental da corrosão do metal. "