Skip to main content

KTH-duo förbättrar aluminium

Pressmeddelande   •   Apr 12, 2018 11:25 CEST

Forskare vid KTH har studerat hur aluminium korroderar. De nyfunna kunskaperna ska leda till bättre skyddande ytskikt genom till exempel nya sätt att anodisera aluminium. Detta öppnar i sin tur för aluminium som håller bättre i tuffa miljöer men också nya användningsområden för metallen.

Aluminium är den vanligaste metallen i jordskorpan, och från slutet av andra världskriget fram till idag har världsproduktionen av aluminium pekat spikrakt uppåt.

Användandet av metallen förutspås fortsätta att öka under de kommande decennierna på grund av ett antal orsaker. Två av dem är att aluminium används i väldigt många olika typer av konsumentprodukter och det sker en ekonomisk tillväxt i utvecklingsländer, samt för att behovet av lättare metaller än stål ökar.

Det är av denna anledning som forskare vid KTH arbetat med att göra aluminium bättre. Genom att använda sig av kvantmekaniska beräkningsmodeller har Claudio Lousada och Pavel Korzhavy studerat hur korrosion drabbar aluminium. De första stadierna när metallens yta oxiderar har analyserats och forskarna har gått igenom en rad olika varianter av atomstrukturer och de mekanismer som påverkar korrosionen. Därmed har bättre kunskap om aluminium erhållits.

Arbetet har utförts med hjälp av datorsimuleringar där bland annat KTH:s egen kraftfulla maskinpark används. Tillsammans med framtagna algoritmer som varit stabila nog att både hantera antalet dynamiska parametrar som styr korrosionen som den mycket korta tid när oxidationen uppstår, har framgång nåtts.

Vad ska de nyvunna kunskaperna då användas till?

– Kunskaperna är till stor nytta för att förstå hur aluminiumets yta blir skrovlig på grund av oxidation, och därmed defekt. Forskningsresultatet ökar förståelsen för hur bra och dåliga ytskikt på aluminium bildas baserade på oxidation. Vi kan därmed välja ut aluminium där atomerna bildar en fördelaktig ytstruktur så att en så homogen skyddsfilm som möjligt bildas vid oxidation. När detta är en eftersökt egenskap, säger Claudio Lousada.

Han utvecklar resonemanget och berättar vidare att forskningsframstegen kan användas till att utveckla aluminium som har ett bättre motståndskraft mot olika typ av skador som kan uppstå i en ogästvänlig miljö. Det kan handla om oxidering eller andra kemiska processer som bryter ner eller löser upp metallen. Men kunskaperna gör också att det går att utveckla aluminium med bättre motståndkraft för mekaniskt slitage samt olika typer av slag och stötar.

– Återvunnen aluminium, exempelvis läskburkar, har en tendens att reagera annorlunda på oxidation. Detta då det återvunna materialet innehåller föroreningar som reagerar med syre och förändrar oxidationsprocessens termodynamiska och kinetiska egenskaper. Den kunskap vi införskaffat här och i två tidigare forskningsprojekt kan användas för att skapa en tydlig bild av hur sådana korrosionsprocesser sker och därmed skänka bättre förståelse för hur aluminium oxiderar.

Aluminium är ett viktigt material för allt från byggnadsmaterial och återvinningsbara förpackningar via fordon och flygplan till batterier och bränsleceller.

Forskningsarbetet har resulterat i en publicering i den vetenskapliga tidskriften Applied Surface Science. Du hittar artikeln här.

För mer information, kontakta Claudio Lousada på 08 - 790 62 52 eller cmlp@kth.se.