【進展】鋁基非晶合金腐蝕行為及耐蝕機理研究發表進展評述
2024-03-05 14:52:39
作者：中國科學院金屬研究所 來源：中國科學院金屬研究所
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傳統鋁合金具有輕質、高強、低成本等優點，已被廣泛應用航空航天等領域。然而，第二相的存在使該類合金在腐蝕環境下極易發生局部腐蝕。鋁基非晶合金結構與組元成分均勻，兼具高強度和優異的耐蝕性能。此外，作為一種模型體系，有利于從多尺度揭示合金元素與合金腐蝕的內在關聯性，推動更高綜合性能鋁合金的研發。近年來，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心王建強研究員課題組圍繞成分、結構調控設計高耐蝕鋁基非晶合金方面，取得了系列研究進展 (J. Electrochem. Soc. 169 (2022) 061505; Corros. Sci. 223 (2023) 111474; Corros. Sci. 230 (2024) 111925)。近期，基于相關工作，應邀對鋁基非晶合金腐蝕行為及耐蝕機理進行了系統性評述。文章從組元特性視角，針對點蝕過程的不同階段，剖析了合金元素對鋁基非晶合金耐蝕行為的作用機制（圖1）。如抑制Cl-吸附的鈍化膜零電荷電位pH調控機制；降低鈍化膜缺陷密度的溶質-空位相互作用機制；調控點蝕生長動力學的溶質界面富集機制以及按需釋放組元離子的緩蝕調控機制。此外，還從不同結構尺度出發，闡述了結構演化（如：原子團簇、結構弛豫、納米晶化等）對鋁基非晶合金耐蝕機理影響（圖2）。該評述還對新型高耐蝕鋁基非晶合金設計策略及未來發展與挑戰進行了展望。相關研究成果以“Underlying mechanism for the effects of composition and microstructure on the corrosion resistance of Al-based amorphous alloys: a review”為題發表于Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. (http://doi.org//10.1080/10408436.2024.2311414)。論文第一作者為金屬所博士生王德斌，通訊作者為王建強研究員。上述工作得到了國家自然科學基金項目、中國科學院重點部署項目及沈陽材料科學國家研究中心等項目的資助。圖1.基于點蝕過程不同階段，合金元素對鋁基非晶合金耐蝕性影響的不同機制圖2.不同尺度結構演化對鋁基非晶合金耐蝕性影響示意圖
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