【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院金屬研究所自然環(huán)境腐蝕研究部提出了基于“內(nèi)生沉淀劑”的耐蝕金屬材料設(shè)計(jì)新思路；與材料制備與加工研究部合作，制備出具有優(yōu)異耐蝕性能的超高強(qiáng)7系鋁基復(fù)合材料。相關(guān)研究成果以Nature-inspired Incorporation of Precipitants into High-strength Bulk Aluminum Alloys Enables Life-long Extraordinary Corrosion Resistance in Diverse Aqueous Environments為題，發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。
受魚類在受到外部刺激時(shí)會(huì)通過腺體自發(fā)分泌粘液以自我保護(hù)的自然現(xiàn)象的啟發(fā)，該研究提出了“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，制備出高強(qiáng)高耐蝕的塊體7075鋁基復(fù)合材料。該材料抗拉強(qiáng)度達(dá)~700 MPa，具有優(yōu)異的耐晶間腐蝕、剝落腐蝕和應(yīng)力腐蝕的性能。該材料的強(qiáng)度和耐蝕性的綜合匹配超過目前公開報(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低133倍。這一優(yōu)異的耐蝕性歸因于毛細(xì)作用誘導(dǎo)沉淀劑自發(fā)從碳納米管溶出且在表面富集，進(jìn)而形成保護(hù)性膜層。此外，研究人員運(yùn)用上述仿生策略同樣研制出兼具高強(qiáng)高耐蝕的2024和6061鋁基復(fù)合材料。這表明該策略具有可拓展性，有望研發(fā)出其他高強(qiáng)高耐蝕金屬材料。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國科學(xué)院以及中國科協(xié)青年人才托舉工程的支持。
高強(qiáng)高耐蝕7075鋁基復(fù)合材料的耐蝕機(jī)制
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