Pourquoi le film d’oxyde d’aluminium peut protéger l’aluminium de la corrosion oxydative?

Les métaux peuvent sembler durs, mais avec suffisamment de temps, même l’air pur peut les dissiper. L’oxygène réagit avec les alliages d’aluminium pour former des oxydes métalliques rouillés, mais il s’avère maintenant que les oxydes métalliques peuvent sauver la vie des alliages d’aluminium. La recherche a montré que l’aluminium peut être protégé d’une oxydation supplémentaire par un mince film d’oxyde d’aluminium, qui agit comme un liquide et comblera les lacunes qui se forment lors de son écoulement.

Si des oxydes métalliques tels que la rouille ou la rouille sont autorisés à s’accumuler, ils peuvent ronger le métal et éventuellement le faire craquer. Cependant, tous les oxydes métalliques ne sont pas aussi destructeurs. Trois oxydes spéciaux : l’oxyde d’aluminium, l’oxyde de chrome et le dioxyde de silicium agissent en fait pour protéger le métal contre la corrosion.

Dans des conditions particulièrement stressantes, comme à l’intérieur d’un réacteur, la corrosion peut se produire rapidement. Les chercheurs ont testé dans quelle mesure les revêtements de ces oxydes spéciaux protégeaient le métal sous-jacent lorsqu’ils étaient exposés à l’oxygène et soumis à des contraintes mécaniques.

Comparaison dans le temps, car la couche d’alumine se déforme et s’étire pour protéger l’aluminium de l’oxygène

Les films d’oxyde d’aluminium fonctionnent bien, et bien que l’oxyde d’aluminium soit un solide, il se comporte comme un liquide lorsqu’il est appliqué en couches très minces d’environ deux à trois nanomètres. Au fur et à mesure que l’aluminium s’étire, la couche d’oxyde s’étire et maintient le métal couvert, empêchant l’oxygène de pénétrer.

Les chercheurs ont pu démontrer ce phénomène à température ambiante en étirant l’aluminium deux fois sa longueur d’origine sans se casser. L’alumine est généralement cassante, mais on a constaté que les couches minces se déforment presque aussi bien que l’aluminium ordinaire.

Ce revêtement auto-cicatrisant peut être utilisé dans des situations de stress élevé telles que les piles à combustible ou les réacteurs de centrales nucléaires. Parce qu’il est si petit, les chercheurs disent qu’il peut être particulièrement adapté pour contenir de minuscules molécules, telles que l’hydrogène, qui peuvent traverser la plupart des autres matériaux.