Используя сплав серебра и золота, модель для более распространенных материалов, они обнаружили, что коррозионные трещины начинаются с образования пористого слоя. В пористом слое образуются трещины, которые могут преодолевать расстояние до 200 метров, или примерно десятые доли мили, за одну секунду. Из-за трещин металл разбивается, как стекло в масштабе микрометра, хотя при меньших масштабах длины (менее одного микрометра) трещины похожи на пластилин, который может растягиваться, прежде чем разорваться.Предотвращение отказов в системах атомной энергетики, водоочистных станциях и других объектах инфраструктуры жизненно важно как для безопасного производства энергии, так и для общественной безопасности.
Понимание причин и природы высокоскоростных трещин в материалах может привести к материалам и процессам, которые предотвращают будущие отказы.Коррозионные среды, например, внутри атомных электростанций и других объектов, могут привести к выходу из строя нержавеющей стали, латуни или других металлических сплавов. В материалах образуются пористые слои, которые могут привести к разрушению материала и соответствующих инженерных структур.
Одно из объяснений повреждения заключается в том, что трещина начинается в пористом слое, а затем с высокой скоростью внедряется в непористую исходную фазу материала. Используя сверхбыструю фотографию и корреляцию цифровых изображений, ученые из Университета штата Аризона изучили статические и динамические свойства разрушения отдельно стоящего монолитного нанопористого золота в зависимости от электрохимического потенциала.
Эксперименты показывают, что при электрохимических потенциалах, типичных для образования пористости, эти структуры могут поддерживать трещину при скорости трещины 200 м / с. Результаты указывают на важную роль высокоскоростных трещин в разрушении жизненно важных материалов и могут помочь в разработке устойчивых к трещинам материалов.