高強(qiáng)鋁合金（aluminium alloys，AA）因其具有高比強(qiáng)度、高比剛度、低密度、耐腐蝕性等優(yōu)良性能，已廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，腐蝕問題是限制鋁合金工程裝備長期安全服役的一大主要因素。在海洋大氣環(huán)境中，由于溫差效應(yīng)極易導(dǎo)致鋁合金裝備材料表面形成大量的微小液滴，從而誘發(fā)液滴腐蝕。炎熱潮濕的海洋環(huán)境有利于真菌的生長，真菌可以吸附在鋁合金表面生長，同時(shí)可以從鋁合金表面獲得必要的金屬元素。真菌在鋁合金材料表面的附著和生長會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的鋁合金腐蝕問題，然而在微液滴環(huán)境中真菌的生物活性以及真菌是如何影響鋁合金腐蝕的還缺乏系統(tǒng)深入的研究。基于此，劉宏偉副教授課題組在前期工作的研究基礎(chǔ)上，自制微電極，設(shè)計(jì)了微液滴原位電化學(xué)測試裝置，以海洋環(huán)境中分離得到的真菌Aspergillus terreus作為腐蝕性微生物，系統(tǒng)的研究了兩種高強(qiáng)7075鋁合金（AA 7075-1#和AA 7075-2#）在微液滴環(huán)境中的真菌腐蝕行為和機(jī)制，為高強(qiáng)鋁合金的微生物腐蝕控制提供理論依據(jù)。

首先對(duì)兩種7075高強(qiáng)鋁合金即AA 7075-1#和AA 7075-2#進(jìn)行了EBSD結(jié)構(gòu)表征，從圖1和2可以看出，AA 7075-1#和AA 7075-2#雖然在元素組分上都屬于7075鋁合金，但是他們的微觀結(jié)構(gòu)差別很大，AA 7075-1#試樣晶粒尺寸更小，晶粒分布也更均勻。微觀結(jié)構(gòu)的差異會(huì)顯著影響金屬材料的腐蝕行為，從圖3和圖4可以看出，在相同的測試條件下，AA 7075-2#樣品腐蝕更為嚴(yán)重，尤其是在A. Terreus存在條件下局部腐蝕得到進(jìn)一步加速，17天的測試時(shí)間內(nèi)局部腐蝕速率可以高達(dá)4.08mm/y。另外，還發(fā)現(xiàn)液滴的大小也會(huì)嚴(yán)重影響鋁合金的腐蝕行為，在體積較大的液滴環(huán)境中，鋁合金的均勻和局部腐蝕速率都增加。

進(jìn)一步以7075 AA-1作為典型實(shí)驗(yàn)，研究了鋁合金真菌腐蝕機(jī)制。從圖5可以看出，在非生物條件下，表面膜呈現(xiàn)多孔的結(jié)構(gòu)，有大量的腐蝕產(chǎn)物顆粒存在，腐蝕產(chǎn)物顆粒由片層結(jié)構(gòu)組成，而液滴大小對(duì)腐蝕產(chǎn)物膜的結(jié)構(gòu)和組分影響較小。然而在A. Terreus存在條件下，可以觀察到大量的菌絲和袍子的存在，說明在微液滴下真菌A. Terreus可以良好生長和繁殖，而且液滴體積的增加可以提高A. Terreus的活性，從而為加速鋁合金腐蝕奠定了基礎(chǔ)。在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了微液滴環(huán)境下真菌A. Terreus加速鋁合金點(diǎn)蝕機(jī)制示意圖，如圖6所示。真菌A. Terreus在鋁合金表面的生長和繁殖導(dǎo)致鋁合金表面鈍化膜局部破裂，從而引發(fā)點(diǎn)蝕，真菌的存在通過氧濃差電池效應(yīng)顯著的加速了點(diǎn)蝕的生長。

相關(guān)成果發(fā)表在材料腐蝕領(lǐng)域頂級(jí)期刊Corrosion Science上（Yuxuan Zhang, Haixian Liu, Zhengyu Jin, Huansheng Lai, Hongfang Liu, Hongwei Liu*. Fungi corrosion of high-strength aluminum alloys with different microstructures caused by marine Aspergillus terreus under seawater drop.Corrosion Science, 2023: 110960.），中山大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院為第一通訊單位，2019碩士研究生張雨軒為論文第一作者（現(xiàn)在留學(xué)基金委支持下于法國攻讀博士），劉宏偉副教授為論文獨(dú)立通訊作者，本研究得到國家自然科學(xué)基金（51901253和52271083），廣東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2019A1515011135）、中山大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（22qntd0801）以及湖北省材料化學(xué)與服役失效湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題計(jì)劃（2020MCF02）等項(xiàng)目資助。同時(shí)，感謝中山大學(xué)賴煥生副教授和華中科技大學(xué)劉宏芳教授在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、微觀結(jié)構(gòu)表征和論文細(xì)節(jié)把握等方面提供的幫助和支持。