Un nuovo contributo di HI.Lab alla ricerca sulla corrosione

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13 Luglio 2020

La rivista “International Journal of Refractory Metals and Hard Materials” edita da Elsevier B.V. ha pubblicato un articolo dal titolo:

“The role of chromium in the corrosion performance of cobalt- and cobalt-nickel based hardmetal binders: A study centred on X-ray absorption microspectroscopy”

La Dottoressa Sandra Tedeschi e l’Ing. Gian Pietro De Gaudenzi del laboratorio HI.Lab hanno partecipato all’attività di ricerca insieme ad un pool di esperti provenienti da differenti ambiti universitari e scientifici. Una parte importante del lavoro sperimentale è stata svolta presso Elettra, l’acceleratore di particelle italiano che si trova vicino a Trieste. Fondamentale l’apporto del Politecnico di Milano e del personale di due acceleratori di particelle in Europa (Elettra e Diamond nel Regno Unito).

Hanno collaborato allo studio in oggetto:

  • Benedetto Bozzini, Professore ordinario di Chimica Fisica Applicata presso il Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano;
  • Alessandra Gianoncelli, responsabile della TwinMic Beamline, George Kourousias, matematico computazionale, e Maya Kiskinova, coordinatrice a capo dei progetti di ricerca, che lavorano in team presso Elettra Sincrotrone a Trieste;
  • Majid Kazemian Abyaneh, Beamline Scientist alla Scanning X-ray Microscopy Beamline del sincrotrone Diamond di Didcot, Oxfordshire (UK);
  • Marco Boniardi, professore ordinario di Metallurgia, e Andrea Casaroli, docente a contratto, presso il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano;
  • Simone Dal Zilio e Rafaqat Hussain dello IOM-CNR, Basovizza, Trieste;
  • Claudio Mele, professore presso il Dip.to di Ingegneria dell’Innovazione dell’Università del Salento a Lecce.

refractory-metals-and-hard-materialsDi seguito l’abstract dell’articolo:

Il controllo della corrosione dei metalli duri di tipo WC-Co sta diventando sempre più importante, in particolare in nuove applicazioni nei settori dell’Oil&Gas e dell’industria alimentare. La velocità di corrosione del legante a base cobalto e quanto questa venga accresciuta dall’accoppiamento galvanico con il WC sono fortemente influenzati dalla composizione del legante stesso.

In questo articolo sono presentati i risultati di uno studio riguardante l’impatto della presenza di cromo sulla formazione di film prodotti dalla corrosione di leganti di metallo duro a base di cobalto e cobalto-nichel in soluzioni acquose acide, neutre e alcaline. Grazie all’impiego della spettroscopia a raggi X morbidi da sincrotrone, è stato possibile incentrare il nostro studio sul ruolo del cromo nell’influenzare la distribuzione spaziale su scala micrometrica degli ossidi di cobalto e di nichel.

Abbiamo studiato le distribuzioni morfo-chimiche ottenute sui seguenti gradi: Co96Cr4, Co48Ni48Cr4, Co50Cr50. La mappatura dello stato chimico è stata completata da misurazioni elettrochimiche e da osservazioni metallografiche.

Quantità di Cr e Ni del 50% circa accrescono in maniera significativa la resistenza alla corrosione del cobalto in tutti gli ambienti, con un effetto benefico più forte del primo elemento. L’aggiunta del 4% di Cr provoca lievi effetti positivi, con l’eccezione del sistema Co-Ni in ambiente alcalino, che, insieme a Co50Cr50, mostra il comportamento migliore. In tutte le combinazioni lega-ambiente indagate, cresce un film di ossido metallico continuo, sul quale si formano micrometriche isole, di forma e dimensioni differenti, che dipendono dallo specifico grado e dalla aggressività delle condizioni ambientali.

Descrittori quantitativi delle mappe di distribuzione dello stato chimico e la loro interpretazione teorica in termini di formazione elettrochimica delle fasi, attraverso la precipitazione di ossi-idrossidi, permettono di correlare le morfologie insulari con il grado di pseudo-passivazione.

Il testo integrale è reperibile gratuitamente sul web fino al 20 Agosto 2020, al seguente link: https://authors.elsevier.com/c/1bKN0xvWg64YF

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