研究钢铁生锈的新技术有利于采矿业

萨斯喀彻温大学(USask)博士 学生Arthur Situm开发了一种新的非侵入性技术来研究钢铁的生锈，这项研究可能有助于钾盐开采的安全性以及建筑物，道路和桥梁的建设。

在加拿大光源(CLS)同步，USask，Situm的国家级研究机构已经研究螺纹钢-的防护涂料如何钢钢筋用于加强混凝土-withstand生锈(腐蚀)。他特别考虑到了钾肥采矿业的研究。

来自钾盐开采的盐渗透多孔混凝土，可能导致钢筋生锈更快，这可能需要更频繁的更换。世界上最大的钾肥储量，主要用于农作物肥料，位于萨斯喀彻温省，该行业是省级经济不可或缺的一部分，占2017年全球矿产量的近30%。

“即使钢筋有点生锈，混凝土通常也能保持良好状态，但我开发的方法可以帮助您确定钢筋的保护涂层在哪一点上失效，这样研究人员就可以开发出更好的涂层，”Situm说。

与用于研究腐蚀的其他方法不同，Situm的新同步加速器技术源于X射线，显微镜和CLS粒子加速器的组合，显示了涂层在没有从钢筋中移除它们的效果。通常，涂层去除会使样品无法用于将来的测试而损坏样品，并且可能会干扰涂层本身的腐蚀。

该项目由以下机构资助：联邦机构NSERC; 国际矿产创新研究所(IMII); 钾肥公司Nutrien，BHP和Mosaic; 和Mitacs，一个促进加拿大商业和学术界增长和创新的国家非营利组织。

“我们与这些公司密切合作，以更好地了解他们在螺纹钢方面的需求，并定期与他们和IMII分享我们的结果，”Situm的主管，化学教授Andrew Grosvenor说。“我们希望在项目结束时，我们的工作将有助于他们进一步提高钾肥行业建筑的安全性。”

Situm为实验室中的多种保护涂层模拟了不同的条件，以了解材料和表面化学品如何响应。他的研究结果表明，一种名为“熔结环氧树脂”的着名且更昂贵的涂层能够比其他类型的涂层更耐腐蚀。

“这不仅仅是我们在实验室中所做的工作，可以告诉我们选择特定的涂层。材料性能会因材料的使用寿命和环境暴露而发生很大变化，所以我们不建议使用一种涂层，”格罗夫纳。“亚瑟对寻找研究腐蚀的新方法更感兴趣。”

Situm的技术“映射”材料的化学元素如何放置在其表面，以及它们如何随着腐蚀或老化而变化。他的研究结果发表在“ 腐蚀科学与表面和界面分析 ”期刊上。

“就像一个城市的地图，它告诉你公园和建筑物在哪里，以及有多大，我的地图显示了材料中化学物质的非常准确的分布，”他说。

Situm计划利用模拟核燃料扩展其技术的应用，以研究用于储存核废料的陶瓷的稳定性。