Вчені розробили теоретичну модель, яка пов'язує швидкість високотемпáної корозії матеріалів з механічною напругою, що виникає всередині них. Передбачення моделі добре узгоджуються з експериментальними даними і, зокрема, пояснюють уповільнення процесів окислення при стисненні матеріалу, йдеться в статті, опублікованій в.
У багатьох конструкційних матеріалах, що працюють при високих температурах, окислення поверхні супроводжується механічними навантаженнями, що призводять до деформації. Через взаємний вплив два ці ефекти можуть як прискорювати, так і уповільнювати руйнування поверхні різних матеріалів, як на основі металевих сплавів, так, наприклад, на базі вуглецевих композитів. При цьому важливу роль відіграє не тільки зовнішнє навантаження, а й внутрішня напруга, що виникає в матеріалі за рахунок безперервного утворення на поверхні оксидної плівки.
Матеріалознавці з Китаю та Німеччини під керівництвом Сюе Фена (Xue Feng) з Університету Цинхуа створили теоретичну модель, яка пов'язує процеси окислення з механічною напругою і пояснює динаміку високотемпceної корозії матеріалу. Вчені представили корозію як тристадійний процес, який відбувається за рахунок адсорбції кисню на поверхню і подальшої дифузії вглиб матеріалу. У моделі матеріал являє собою однорідну речовину, покриту тонкою однорідною оксидною плівкою, на поверхню якої постійно осаджуються молекули кисню.
На першому етапі відбувається поглинання кисню з газу поверхнею оксиду. На цій стадії концентрація кисню на кордоні оксид-газ залежить від механічної напруги в оксидному шарі. На другому етапі йде дифузія іонів O2- крізь оксидну плівку до кордону оксид-основний матеріал. Процес дифузії також пов'язаний з механічною напругою, що виникає в оксидній плівці. Третя стадія процесу - окислення на кордоні оксид-матеріал. Таким чином, повну механічну напругу в матеріалі можна пов'язати з концентрацією кисню на поверхні, ефективним коефіцієнтом дифузії кисню через оксидну плівку і швидкістю реакції окислення.
Крім того, за рахунок постійного окислення відбувається безперервне збільшення товщини плівки. У результаті мінлива товщина плівки і внутрішня напруга призводять до деформації матеріалу і зміни швидкості процесу корозії. Оскільки дифузія і хімічні реакції залежать від температури, то особливо помітним ефект взаємного впливу окислення і механічного напруження стає при високих температурах.
Вчені відзначають, що при стисненні матеріалу облік зв'язку між механічною напругою і процесами окислення призводить до зменшення швидкості зростання товщини оксидної плівки і, відповідно, уповільнення зростання механічної напруги та інгібування корозії. Отримані теоретичні результати добре узгоджуються з експериментальними даними щодо утворення оксидної плівки на поверхні кремнію при температурах від 1000 до 1200 градусів Цельсія.
Вчені відзначають, що отримані ними результати можна буде використовувати, зокрема, для поліпшення роботи мироелектромеханічних пристроїв, для яких процес окислювальної корозії при високих температурах часто виявляється критично важливим через велику питому площу поверхні.
Процес окислювальної корозії іноді пропонують використовувати і в корисних цілях. Наприклад, використання процесу окислення міді в розчині перекису допомогло вченим створити каталітичні мікроракети з відкладеним пуском.