2022-KJ(Z)-1-004耐蚀金属材料环境腐蚀与稳定性调控机制

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2022-KJ(Z)-1-004耐蚀金属材料环境腐蚀与稳定性调控机制

日期：2023年01月15日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2022-KJ(Z)-1-004
获奖项目名称：	耐蚀金属材料环境腐蚀与稳定性调控机制
第一完成单位：	北京科技大学
项目联系人：	骆鸿
联系人电话：	15810822680
联系人邮箱：	luohong@ustb.edu.cn
项目简介：
耐蚀金属材料如不锈钢、镍基合金、钛合金、多组元合金等由于其优异的耐腐蚀性能，兼具良好的耐高温性、机械性能等。在海洋、石油化工、冶金等多个领域中得到了广泛的应用。这类金属抗腐蚀能力的高低取决于其在服役环境中表面所形成的钝化膜的优劣。钝化膜的环境稳定性是决定金属材料耐蚀性的重要因素，也是腐蚀领域备受关注的基本科学问题之一，但由于没有掌握这些影响钝化膜环境稳定性的关键因素和主控机制，导致无法指导相关材料有针对性地选用、设计和研发。本项目在国家自然科学基金、科技部平台项目等基础研究项目的资助下，开展影响钝化膜环境稳定性的多个因素研究，主要取得如下的创新点：（1）基于耐蚀金属在自然环境、石油化工、海洋工程等环境中的腐蚀行为和腐蚀机理，揭示盐度、温度、湿度、酸碱度、氢含量等环境参量变化与材料的钝/活化转变、钝化膜结构、腐蚀诱发的关联。首次提出高熵合金的钝化膜结构并阐释钝化膜内结晶水与其稳定性的作用规律。（2）实现了钝化膜破裂/金属离子析出的原位化学—电化学表征，从电化学角度解析钝化膜与侵蚀性离子的交互作用机制。建立了微环境-耐蚀性调控新理论，获得了表面蚀坑内微环境的动态酸化与不锈钢腐蚀-钝化耦合机理的新认识。（3）基于元素、显微组织对其耐蚀性和钝化膜环境稳定性的影响。多角度阐明元素、微观结构、晶体结构特征变化对金属钝化膜破裂和腐蚀起源的影响机制。研究成果被国际同行广泛认同，在本领域起到引领性作用，众多研究机构沿用本项目的理论和技术开展研究工作。成果发表SCI论文226篇，在耐蚀材料环境稳定性领域处于前茅，被引用和评述5800余次（其中SCI总引5468次、他引4546次）；10篇代表作发表在Nature Communications、Materials Today、Corrosion Science等国际顶级期刊，被Nature、Nature Communications、Journal of Materials Chemistry A、Corrosion Science、等国际顶级期刊大量引用和评述。出版专著1部，最高被他引超过300次；获国家发明专利5项。项目相关的成果在载人航天工程、核电领域获得工程应用，受到国内外同行的高度评价。