【進(jìn)展】鋁基非晶合金腐蝕行為及耐蝕機(jī)理研究發(fā)表進(jìn)展評述
2024-03-05 14:52:39
作者：中國科學(xué)院金屬研究所 來源：中國科學(xué)院金屬研究所
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傳統(tǒng)鋁合金具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、低成本等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用航空航天等領(lǐng)域。然而，第二相的存在使該類合金在腐蝕環(huán)境下極易發(fā)生局部腐蝕。鋁基非晶合金結(jié)構(gòu)與組元成分均勻，兼具高強(qiáng)度和優(yōu)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(nèi)在關(guān)聯(lián)性，推動更高綜合性能鋁合金的研發(fā)。近年來，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心王建強(qiáng)研究員課題組圍繞成分、結(jié)構(gòu)調(diào)控設(shè)計高耐蝕鋁基非晶合金方面，取得了系列研究進(jìn)展 (J. Electrochem. Soc. 169 (2022) 061505; Corros. Sci. 223 (2023) 111474; Corros. Sci. 230 (2024) 111925)。近期，基于相關(guān)工作，應(yīng)邀對鋁基非晶合金腐蝕行為及耐蝕機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)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(jī)制（圖1）。如抑制Cl-吸附的鈍化膜零電荷電位pH調(diào)控機(jī)制；降低鈍化膜缺陷密度的溶質(zhì)-空位相互作用機(jī)制；調(diào)控點蝕生長動力學(xué)的溶質(zhì)界面富集機(jī)制以及按需釋放組元離子的緩蝕調(diào)控機(jī)制。此外，還從不同結(jié)構(gòu)尺度出發(fā)，闡述了結(jié)構(gòu)演化（如：原子團(tuán)簇、結(jié)構(gòu)弛豫、納米晶化等）對鋁基非晶合金耐蝕機(jī)理影響（圖2）。該評述還對新型高耐蝕鋁基非晶合金設(shè)計策略及未來發(fā)展與挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望。相關(guān)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(fā)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(qiáng)研究員。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金項目、中國科學(xué)院重點部署項目及沈陽材料科學(xué)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(jī)制圖2.不同尺度結(jié)構(gòu)演化對鋁基非晶合金耐蝕性影響示意圖
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