傳統鋁合金具有輕質(zhì)、高強、低成本等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應用航空航天等領(lǐng)域。然而，第二相的存在使該類(lèi)合金在腐蝕環(huán)境下極易發(fā)生局部腐蝕。鋁基非晶合金結構與組元成分均勻，兼具高強度和優(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在關(guān)聯(lián)性，推動(dòng)更高綜合性能鋁合金的研發(fā)。
近年來(lái)，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)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(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，應邀對鋁基非晶合金腐蝕行為及耐蝕機理進(jìn)行了系統性評述。
文章從組元特性視角，針對點(diǎn)蝕過(guò)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(zhì)-空位相互作用機制；調控點(diǎn)蝕生長(cháng)動(dòng)力學(xué)的溶質(zhì)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(fā)，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(lái)發(fā)展與挑戰進(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(diǎn)部署項目及沈陽(yáng)材料科學(xué)國家研究中心等項目的資助。
圖1.基于點(diǎn)蝕過(guò)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
文檔附件
