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金屬所Adv.Mater：高強(qiáng)鋁合金耐蝕設(shè)計(jì)新思路

2024-07-31 15:46:26 作者：材料人來(lái)源：材料人分享至：

受魚類在受到外部刺激時(shí)會(huì)通過(guò)腺體自發(fā)分泌粘液來(lái)進(jìn)行自我保護(hù)的自然現(xiàn)象啟發(fā)，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所自然環(huán)境腐蝕研究部鄭玉貴研究員團(tuán)隊(duì)提出了“內(nèi)生沉淀劑為粘液，中空碳納米管為腺體，毛細(xì)作用為分泌驅(qū)動(dòng)力”的仿生設(shè)計(jì)策略，成功制備出高強(qiáng)高耐蝕的塊體7075鋁基復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度高達(dá)~700 MPa，耐晶間腐蝕、剝落腐蝕和應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)異，其強(qiáng)度和耐蝕性的綜合匹配超過(guò)了目前公開(kāi)報(bào)道的其他鋁合金。該材料在酸、堿、鹽環(huán)境中均具有極低的腐蝕速率，在強(qiáng)腐蝕性堿性介質(zhì)中的腐蝕速率甚至比最耐蝕的純鋁還低133倍。優(yōu)異的耐蝕性主要是因?yàn)槊?xì)作用誘導(dǎo)沉淀劑自發(fā)從碳納米管中溶出并在表面富集，形成保護(hù)性膜層。運(yùn)用上述仿生策略同樣研制出了兼具高強(qiáng)高耐蝕的2024以及6061鋁基復(fù)合材料，表明該策略具有可拓展性，有望能研發(fā)出其他高強(qiáng)高耐蝕金屬材料。

該項(xiàng)研究成果近日以“Nature-inspired Incorporation of Precipitants into High-strength Bulk Aluminum Alloys Enables Life-long Extraordinary Corrosion Resistance in Diverse Aqueous Environments”為題在Advanced Materials期刊上發(fā)表（2024，DOI: 10.1002/adma.202406506）。王政彬項(xiàng)目研究員和楊杰博士研究生為論文共同第一作者，鄭玉貴研究員、馬宗義研究員和成會(huì)明院士為論文共同通訊作者。