铝合金在循环冶金中发挥着重要作用,因为它们具有良好的可回收性和95%的能量增益。它们的低密度和高强度线性转化为运输过程中的低温室气体排放,其出色的耐腐蚀性延长了产品寿命。铝合金的耐久性源于牢固结合在表面的致密氧化膜,防止进一步退化。然而,尽管经过几十年的研究,多组分铝合金腐蚀过程中的单个元素反应及其对氧化膜纳米级特征的影响仍是未解决的问题。
马克斯 -普朗克铁研究所公司Dierk Raabe和Huan Zhao等在高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的水腐蚀中的腐蚀氧化膜的近原子图像和溶质反应性之间建立了直接关联。
本文要点:
(1)
作者揭示了纳米晶氧化铝的形成,并强调了氧化物和基体之间的溶质分配以及内部界面的偏析。峰时效合金中Mg分配含量的急剧下降强调了热处理对氧化物稳定性和腐蚀动力学的影响。通过氘的H同位素标记,作者提供了氧化物作为这种元素的陷阱的直接证据,指出了Al氧化物可能作为防止H脆化的动力学屏障的重要作用。
(2)
作者的发现推进了进一步提高氧化铝稳定性的机理理解,指导了潜在应用的耐腐蚀合金的设计。
参考文献:
Zhao, H., Yin, Y., Wu, Y. et al. How solute atoms control aqueous corrosion of Al-alloys. Nat Commun 15, 561 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-44802-5
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44802-5