硕士生温梦楠在Corrosion Science发表论文
近日，课题组在高熵合金耐腐蚀性能研究领域取得重要进展，研究成果《Enhanced pitting resistance of Al0.4Cr0.9FeNi2.2V0.2 high-entropy alloy via coherent nanoprecipitates design》被国际知名期刊《Corrosion Science》（中科院一区Top期刊，IF=8.5）正式发表。共同一作分别为付禹老师和硕士研究生温梦楠，通讯作者为付禹老师。
该研究针对析出强化高熵合金在氯化物环境中易发生点蚀腐蚀的关键难题，研究团队提出了一种“成分–结构双协同”的相干纳米析出物设计策略，成功构筑了一种兼具优异钝化性能与高点蚀抗力的新型FCC高熵合金体系。该研究以Al0.4Cr0.9FeNi2.2V0.2高熵合金为模型材料，通过精准调控合金成分与时效方案，在基体中引入与FCC结构高度匹配的Ni3Al型相干纳米析出物，实现了析出相与基体在结构与化学成分上的“双低差异化”协同设计。
研究结果表明，适当时效处理可在合金内部形成尺寸约为25-50 nm、球形且高度弥散分布的Ni3Al相干纳米析出物。与未析出态合金相比，4 h时效态合金在3.5 wt% NaCl溶液中展现出显著提升的耐点蚀性能，其钝化电流密度降低一个数量级至1.46 × 10-7 A/cm2，点蚀电位提高约125 mV，整体腐蚀性能优于传统304L不锈钢。
此外，研究团队从原子与电子结构层面揭示了相干纳米析出物强化耐蚀性能的内在机制。结果表明，Ni3Al析出物的形成通过调控基体局部成分分布，显著促进Cr、Fe、Ni和V等耐蚀元素氧化物/氢氧化物在钝化膜中的富集，尤其使Cr2O3含量提升约71%，同时有效抑制结构疏松、保护性较弱的Al氧化物生成，从而显著提升钝化膜的厚度、致密性与稳定性。计算结果进一步证实，析出过程在热力学和动力学层面共同降低了基体中关键元素的氧化能垒，为高质量钝化膜的快速形成提供了有利条件。
该研究不仅成功构建了一种具有优异点蚀抗力的析出强化高熵合金新体系，更重要的是提出了一种兼顾成分与结构协同调控的耐蚀合金设计新范式。相关成果为高熵合金在海洋工程、石油化工及极端腐蚀环境中的应用提供了重要理论依据和技术支撑，也为新一代高可靠性结构材料的设计与开发开辟了新的研究思路。
图1 时效4小时高熵合金表面恒电位生长钝化膜的成分与结构表征：(a) 明场TEM图像，(b) Pt层、钝化膜及时效4小时合金的HRTEM图像，(c) 对应于(b)中A、B、C和D区域的快速傅里叶变换（FFT）图谱，(d) HRTEM图像及O、Al、Cr、Fe、Ni、V和Pt元素的分布图，(e) (d)中浅绿色箭头穿越Pt-钝化膜-FCC相区域的元素线扫描结果，(f) (d)中浅绿色箭头穿越Pt-钝化膜-L12相区域的元素线扫描结果
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