近期，中國科學(xué)院金屬研究所材料腐蝕與防護(hù)中心腐蝕電化學(xué)課題組在可磨耗封嚴(yán)涂層腐蝕領(lǐng)域取得新進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)：在Al-BN封嚴(yán)涂層基礎(chǔ)上以Cu代替部分Al制備的CuAl-Ni/C封嚴(yán)涂層，兼具優(yōu)異的可磨耗性、抗沖蝕性及抗高溫氧化性；由于涂層中CuAl中間相的存在，涂層的耐常溫腐蝕能力顯著提升，如圖1所示。

▲圖1 (a) 兩種封嚴(yán)涂層綜合力學(xué)性能評(píng)價(jià)；(b) CuAl-Ni/C涂層的高溫性能評(píng)價(jià)；(c-d) 兩種封嚴(yán)涂層鹽霧試驗(yàn)后表面形貌；(e-f) 兩種封嚴(yán)涂層腐蝕后綜合力學(xué)性能評(píng)價(jià)。

研究發(fā)現(xiàn)，在常溫腐蝕的初期階段，涂層中Cu元素發(fā)生活性溶解，且溶解速度高于Al元素，這一現(xiàn)象與Al元素的活性顯著高于Cu元素的常規(guī)認(rèn)知相悖。進(jìn)一步，該團(tuán)隊(duì)利用第一性原理計(jì)算和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算等方法（圖2），在綜合分析涂層各合金相中表面Cu、Al原子活性以及Cl^-在各合金相表面的吸附和擴(kuò)散能力的基礎(chǔ)上，闡釋了Cu溶解速度高于Al的根本原因源于CuAl中間相的優(yōu)先腐蝕。

該研究不僅驗(yàn)證了通過合理的成分設(shè)計(jì)可以有效提高封嚴(yán)涂層的綜合使役性能，而且展示了第一性原理計(jì)算和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算等理論計(jì)算方法在預(yù)測和闡釋合金元素的腐蝕活性方面的潛力，為腐蝕電化學(xué)理論研究提供了新途徑。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）上。