Varnar för sprickbildning i metaller
Vi får veta att det alltid finns mikro-sprickor i metaller.
–Under normala förhållanden kan en metall verka i en aggressiv miljö. Men när metallerna utsätts för en stor mekanisk belastning kan det uppstå korrosion i anslutning till defekterna och skapa bristningar i metallen, säger Claudio Nigro som är doktorand vid Institutionen för materialvetenskap och tillämpad matematik vid Malmö universitet.
Han förklarar att det kan handla om kemiska föreningar som rost när det handlar om järn, eller hydrid när det gäller väte. Dessa nya föreningar som bildas kan gå in i metallen genom kemiska reaktioner och på så sätt minska hållfastheten och påverka andra fysiska egenskaper.
För att försöka beräkna hur lång tid det tar innan en viss komponent måste bytas ut har Claudio Nigro gjort datorsimuleringar för att bättre kunna förutse hur svagheter i metaller påverkas av ämnen som väte.
I avhandlingen, som lades fram vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg, har han gjort modeller för att kunna förutse hur snabbt dessa förändringar sker, hur de påverkar materialets egenskaper, hållbarhet och livstid. Om man kan bedöma hastigheten i förloppet kan man i nästa steg beräkna strukturens livslängd. Claudio Nigro undersökte metallförändringar som sker i närheten av sprickpunkten, samtidigt som hela strukturen utsätts för belastning.
–Trycket nära sprickpunkten är då så starkt att det kan påverka materialet negativt. Tänk dig att du har ett papper med en reva och drar i sidorna i motsatt riktning. Beroende på typ av förändringar kan sprickan växa med varierande hastighet. Att kunna beräkna hastigheten är väldigt viktigt för att kunna förutse livstiden hos en metall, säger Claudio Nigro.
Som exempel nämner Claudio Nigro, som är utbildad flygingenjör, rymdraketer och flygplan. För att minska flygtrafikens miljöpåverkan arbetar industrin för att sänka koldioxidutsläppen.
–Med målet att ha noll utsläpp till 2035 ska Airbus utveckla vätebaserade flygplan. Då är det förstås viktigt att dessa fenomen kan kontrolleras.
Han vill att hans forskning ska vara ett bidrag till att bättre kunna förutse livstiden för komponenter som finns i en vätemiljö.
–Jag hoppas att man kan utveckla mer realistiska modeller som tar med fler aspekter. Modeller som kan användas industriellt av en ingenjör som vill göra beräkningar av hållfasthet.