Команда ученых из Токийского столичного университета под руководством Масатаки Идзири придумала, как улучшить стойкость магниевых сплавов к коррозии без сложных и дорогих методов.

Результаты опубликованы в издании Surface and Coatings Technology.

Обычно для этого используют вакуумное напыление — процесс медленный, энергозатратный и не всегда надежный. Но японцы пошли другим путем: они погружали сплав в раствор фосфорной кислоты и создавали кавитацию — мощные микровзрывы пузырьков у поверхности металла. В результате образовалось прочное покрытие из фосфата магния, которое не только защищает от солей, но и делает материал механически прочнее.

Кавитация — это процесс, когда в жидкости образуются пузырьки газа или пара, которые затем резко схлопываются. Это создает ударные волны и высокие температуры на микроуровне. В данном случае кавитация «вбивает» частицы фосфата в поверхность магния, делая покрытие плотнее.

Эта технология особенно важна для электромобилей. Чем легче детали, тем дальше машина проедет на одном заряде. Магний — самый легкий из практичных металлов, но у него есть два недостатка:

• он быстро ржавеет от солей на дорогах;
• сам по себе недостаточно прочный.

Композитные материалы на основе магния решают проблему, но их производство дорогое и сложное. Покрытие же обычных сплавов — более дешевая альтернатива. Проблема в том, что традиционные методы напыления дают тонкий слой, который плохо держится.

Идзири с коллегами нашли выход. Они использовали два способа кавитации:

1. Водяные струи с пузырьками — их направили на поверхность сплава под высоким давлением.
2. Ультразвуковая обработка — те же струи, но с дополнительными колебаниями.

Оба метода дали толстый, равномерный слой фосфата магния. Электрохимические тесты подтвердили: защита от коррозии стала в разы лучше.

Пока магниевые композиты остаются дорогими, такой способ обработки — реальная возможность улучшить дешевые сплавы без лишних затрат. И это серьезный шаг к более легким и долговечным электромобилям.

Главный плюс — удешевление производства. Если метод масштабируют, детали из магниевых сплавов станут доступнее без потери качества. В электромобилях это сразу даст:

• больший запас хода — меньше вес = меньше энергозатрат;
• стойкость к зимним дорогам — реагенты и соль не разъедают покрытие;
• гибкость в ремонте — дешевле менять поврежденные элементы.

Также технология пригодится в авиации и портативной электронике, где вес критичен.

Неясно, как покрытие поведет себя при длительных нагрузках. Коррозия — процесс медленный, а тесты, скорее всего, ускоренные. Кроме того, метод требует точного контроля параметров кавитации: если пузырьки будут схлопываться неравномерно, покрытие получится неоднородным.

Ранее ученые разработали прибор для предотвращения коррозии.