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Evaluation of innovative microreactor for examination of alkoxide pitting corrosion and data generation for numerical transient model

Arya, V. ; Gazenbiller, E. ; Reitz, R. ; Oechsner, M. ; Höche, D. (2024)
Evaluation of innovative microreactor for examination of alkoxide pitting corrosion and data generation for numerical transient model.
In: Materials Science and Engineering Technology = Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2024, 55 (3)
doi: 10.26083/tuprints-00028283
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Item Type: Article
Type of entry: Secondary publication
Title: Evaluation of innovative microreactor for examination of alkoxide pitting corrosion and data generation for numerical transient model
Language: English
Date: 18 November 2024
Place of Publication: Darmstadt
Year of primary publication: March 2024
Place of primary publication: Weinheim
Publisher: Wiley-VCH
Journal or Publication Title: Materials Science and Engineering Technology = Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Volume of the journal: 55
Issue Number: 3
DOI: 10.26083/tuprints-00028283
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Origin: Secondary publication DeepGreen
Abstract:

In fuel‐bearing components, particularly in automotive applications operating at elevated temperatures, the durability of light metals is significantly influenced by their susceptibility to alkoxide corrosion. Alkoxide corrosion is characterized by its spontaneous nature and exceptionally rapid degradation of materials once initiated. This study presents an innovative high‐pressure and high‐temperature micro‐reactor, which enables precise measurements with superior sensitivity for determining the exact initiation times and reaction rates of pitting corrosion. Exemplified tests of surface roughness and water content effect on pitting initiation times were conducted and data was generated for a numerical phase field model to demonstrate the reactor capabilities. Experimental findings suggest that impurities present on both the material surface and in the fuel exhibit a significant influence on corrosivity, thereby affecting the reliability of the components. Moreover, the experimental data points have been utilized to extract the corrosion kinetics and calibrate the numerical model. The initial findings successfully demonstrate the ability to replicate corrosion kinetics and accurately represent pit morphologies and estimate reaction‐related parameters in a predictive manner.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

Bei kraftstoffführenden Bauteilen, insbesondere bei Kraftfahrzeuganwendungen, die bei hohen Temperaturen betrieben werden, wird die Haltbarkeit von Leichtmetallen wesentlich durch ihre Anfälligkeit für Alkoxidkorrosion beeinflusst. Die Alkoxidkorrosion zeichnet sich durch ihren spontanen Charakter und die außergewöhnlich schnelle Zersetzung der Werkstoffe aus, sobald sie einmal begonnen hat. In dieser Studie wird ein innovativer Hochdruck‐ und Hochtemperatur‐Mikroreaktor vorgestellt, der präzise Messungen mit hoher Empfindlichkeit zur Bestimmung der genauen Initiierungszeiten und Reaktionsgeschwindigkeiten der Lochfraßkorrosion ermöglicht. Es wurden exemplarische Tests zur Untersuchung der Auswirkung von Oberflächenrauheit und Wassergehalt auf die Initiierungszeit von Lochfraß durchgeführt und Daten für ein numerisches Phasenfeldmodell erzeugt, um die Möglichkeiten des Reaktors zu demonstrieren. Vor allem Verunreinigungen auf der Materialoberfläche und im Kraftstoffgemisch haben einen erheblichen Einfluss auf die Korrosivität und damit auf die Zuverlässigkeit der Komponenten. Darüber hinaus wurden die experimentellen Datenpunkte genutzt, um die Korrosionskinetik einzelner Korrosionslöcher zu extrahieren und die numerische Berechnung zu kalibrieren. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, die Korrosionskinetik nachzubilden, die Morphologie der Korrosionslöcher genau darzustellen und reaktionsbezogene Parameter zu schätzen.

German
Uncontrolled Keywords: aluminium alloy, biofuel, ethanol, modelling, pitting corrosion, simulation
Status: Publisher's Version
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-282838
Classification DDC: 500 Science and mathematics > 530 Physics
600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering > Center for Engineering Materials, State Materials Testing Institute Darmstadt (MPA) Chair and Institute for Materials Technology (IfW)
Date Deposited: 18 Nov 2024 12:11
Last Modified: 21 Nov 2024 10:38
SWORD Depositor: Deep Green
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/28283
PPN: 523640706
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