Inteligența artificială arată cum grosimea acoperirii schimbă legătura dintre rugozitatea suprafeței și rezistența la pitting
Coroziunea localizată prin pitting poate provoca cedarea bruscă a componentelor din aluminiu chiar și atunci când ratele globale de coroziune sunt scăzute. Acoperirea cu abur oferă o metodă bazată pe vapori de apă pentru obținerea filmelor protectoare de boehmit, dar procesul modifică simultan grosimea filmului, morfologia suprafeței, cristalinitatea și defectele substratului. Aceste schimbări interdependente fac dificilă determinarea caracteristicilor fizice care guvernează rezistența la coroziune.
Analiza a 90 de probe de aluminiu acoperite cu abur
O echipă condusă de profesorul Takahiro Ishizaki și studentul la masterat Kei Masuhara de la Institutul de Tehnologie Shibaura din Japonia a utilizat un cadru de învățare automată interpretabil pentru a examina 90 de probe de aluminiu A6061-T6 acoperite cu abur. Patru descriptori — grosimea filmului, morfologia suprafeței, dimensiunea cristalitelor și indicele densității dislocațiilor din substrat — au fost analizați prin pădure aleatorie, explicații Shapley și efecte locale acumulate. Rezultatele au fost publicate în revista npj Materials Degradation pe 18 august 2026.
Rezistența la pitting a fost evaluată prin măsurarea potențialului de pitting — tensiunea la care începe coroziunea localizată — într-o soluție de clorură de sodiu de 5% la temperatura camerei. Morfologia suprafeței a fost cuantificată ca înălțime pătratică medie, o măsură a rugozității notată SQ.
Rugozitatea și grosimea interacționează diferit
Analiza a identificat rugozitatea suprafeței și grosimea filmului ca principali descriptori. Pentru probele cu valori SQ de aproximativ 600–1.080 nm, interacțiunea modelată dintre rugozitate și grosime s-a inversat de la pozitiv la negativ în apropierea unei grosimi de 2.200 nm. Această inversare privește interacțiunea dintre cei doi descriptori, nu rezistența generală la coroziune a fiecărei acoperiri. Aceeași inversare nu a fost observată în intervalul de rugozitate mai scăzută.
Cercetătorii interpretează acest tipar ca o posibilă schimbare a semnificației rugozității în timpul creșterii filmului. În acoperirile mai subțiri, rugozitatea poate reflecta dezvoltarea acoperirii protectoare. În acoperirile mai groase, ea poate fi asociată cu neregularități structurale care oferă căi pentru speciile corozive. Aceste interpretări rămân ipoteze ce necesită testare experimentală suplimentară.
Proiectarea acoperirilor necesită validare experimentală
Analiza a identificat și o interacțiune dependentă de regiune între rugozitatea suprafeței și dimensiunea cristalitelor, sugerând că combinația lor contează mai mult decât o regulă simplă de tip „mai mare este mai bine”.
„Ideea cheie este că o rugozitate mai mare nu trebuie considerată automat benefică sau dăunătoare”, spune Ishizaki. „Semnificația ei depinde de regimul de creștere a filmului. Modelul nostru sugerează o schimbare în apropierea a 2.200 nm în intervalul de rugozitate mai ridicată examinat.”
Descriptorii au fost obținuți prin difracție de raze X, microscopie confocală cu scanare laser și microscopie electronică transversală. O analiză Monte Carlo a estimat că incertitudinea măsurătorilor a contribuit cu aproximativ 0,080 V la variabilitatea predicțiilor, comparativ cu o eroare pătratică medie totală a modelului de 0,292 V.
