Zwavel-seleniumlegering beschermt staal tegen corrosie

Een nieuwe legering blijkt zeer effectief te zijn in het beschermen van staal tegen corrosie. Wetenschappers van de Rice University ontdekten een coating die niet alleen roestvorming in ondergedompelde platen van gewoon staal verhinderde, maar die ook nog eens flexibel en in staat om zichzelf te herstellen bleek te zijn.

De nieuwe anticorrosiecoating is gemaakt van een lichtgewicht zwavel-seleniumlegering en combineert volgens de materiaalwetenschappers erachter de gewenste eigenschappen van de momenteel beschikbare oplossingen. Dit betekent het vermogen om vocht en chloor zoals coatings op basis van zink en chroom te blokkeren, het vermogen om staal te beschermen onder zeewaterachtige omstandigheden zoals coatings op polymeerbasis en het vermogen om door microben veroorzaakte corrosie af te weren.

Dit is vastgesteld in een reeks experimenten, waarbij bij de eerste kleine platen van gewoon zacht staal werden gecoat met een zwavel-seleniumlegering en een maand lang in zeewater werden ondergedompeld, samen met een ongecoate plaat staal als controle. Terwijl het blanke staal aanzienlijk roestte, vertoonde het gecoate staal geen kleurverandering en bleek het zeer goed bestand tegen oxidatie.

Vervolgens testten de wetenschappers het met sulfaatreducerende bacteriën, waarvan bekend is dat ze het corrosieve proces aanzienlijk versnellen. Gecoate en ongecoate monsters werden blootgesteld aan plankton en biofilms, en opnieuw hielp de legering om het onderliggende staal te beschermen. Volgens de wetenschappers bood de coating een ‘remmingsefficiëntie’ van 99,99 procent.

Misschien wel het meest indrukwekkend vond het team dat de legering krachtige zelfherstellende eigenschappen had. Toen een film ervan doormidden werd gesneden en de twee stukken naast elkaar op een hete plaat werden geplaatst, vormden ze binnen twee minuten opnieuw een enkele, opvouwbare film bij verhitting tot 70 °C (158 °F). Gaten kunnen ook worden gerepareerd door het materiaal gedurende 15 minuten tot 130 °C (266 °F) te verwarmen, waarbij het genezen materiaal net zo effectief blijkt in het beschermen van staal als onbeschadigde, originele coatings.

‘Als je de legering een por geeft, herstelt hij’, zegt studieauteur Muhammad Rahman. ‘Als het snel moet herstellen, helpen we het met warmte. Maar na verloop van tijd zullen de meeste dikke monsters vanzelf herstellen.’

Ook voor flexibele elektronica

De wetenschappers zien de legering ook dienen als beschermende coating in buigbare elektronica. Hierop melden ze dat die legering een betere isolator is dan de meeste flexibele materialen, terwijl ze ook flexibeler is dan de meeste isolatiematerialen. Ze blijven nu experimenteren met variëteiten van het materiaal voor verschillende soorten staal en verkennen verschillende coatingtechnieken.