获奖项目名称：

先进航空铝锂合金的腐蚀机理与阳极氧化技术关键基础研究

第一完成单位：

重庆理工大学

项目联系人：

麻彦龙

联系人电话：

13594093263

联系人邮箱：

myl@cqut.edu.cn

项目简介：

  第三代铝锂合金因其高的比强度、比刚度和损伤容限，已在空客A350/A380、波音787、国产C919等大型客机的机身蒙皮、长桁、地板梁、座椅滑轨、客舱地板支撑支柱等重要部件得到应用。由于Cu（+0.34 V）与Li（-3.04 V）的标准电极电位差异大，导致铝锂合金（Al-Cu-Li）中合金相的电化学活性极高，易引发局部腐蚀，威胁飞行安全与服役寿命。针对这一重大问题，项目团队从铝锂合金的腐蚀机理、阳极氧化行为、阳极氧化膜耐蚀性能退化与调控机制等方面开展了系统研究，取得如下重要科学发现：
  1.发现铝锂合金稳态点蚀受热机械加工状态和晶粒取向协同控制，稳态点蚀主要发生在具有高施密特因子和高储存能的晶粒内部，T8态合金高的稳态点蚀敏感性归因于预冷拉伸过程中非均匀塑性变形和人工时效过程中T1(Al2CuLi)相的非均匀析出。首次提出基于晶体取向的铝锂合金局部腐蚀理论，为航空铝合金的腐蚀防护设计提供了微观组织调控的理论依据。
  2.发现合金相结构与酒石酸浓度显著影响铝锂合金阳极氧化膜结构，含Li粗大第二相颗粒的选择性氧化和溶解导致阳极氧化膜中形成微米级空洞缺陷，T1相表面生成的氧化膜比合金基体上的氧化膜更加疏松易溶解，酒石酸添加减弱了电解液对氧化膜溶解作用，提高了阻挡层厚度。首次阐明铝锂合金中的第二相颗粒和T1相的阳极氧化行为，为阳极氧化膜耐蚀性能退化模型的提出奠定了基础。
  3.发现阻挡层结构完整性以及多孔层的封孔产物和封孔深度决定阳极氧化膜耐蚀性，阳极氧化膜局部耐蚀性能退化与氧化膜/合金界面处的空洞缺陷直接相关，根本原因在于空洞缺陷破坏了阳极氧化膜的阻挡层，锂盐封孔过程中勃姆石、锂铝层状双氢氧化物在近室温条件下快速原位生成。首次提出铝锂合金阳极氧化膜耐蚀性能退化模型，发明了锂盐封孔技术和分级封孔技术。
  经过十余年系统研究，在铝锂合金腐蚀与防护领域取得系列创新成果：在Corrosion Science（7篇）、Journal of The Electrochemical Society（6篇）等权威期刊累计发表论文46篇，单篇他引>100次的论文6篇，总他引1687次，其中5篇代表作他引460次。研究成果获得国际学术界广泛认可，被美国腐蚀工程师协会会士澳大利亚迪肯大学Nick Birbilis教授团队、中国腐蚀与防护学会会士北京航空航天大学刘建华教授团队、国家杰青/天津大学胡文彬教授团队、长江学者/中南大学黄明辉教授团队、巴西圣保罗大学能源与核研究所负责人Isolda Costa教授团队在其论著中重点引用和正面评价。获授权国家发明专利8件，牵头制定航空标准2部（Q/6S 3192-2016；Q/AVIC 06246-2017），在欧洲腐蚀大会、世界铝表面科学技术论坛等国际学术会议作特邀报告30余场；培养硕士/博士研究生12人。研究成果在北京航空材料研究院、中航工业贵州永红换热冷却技术有限公司等单位推广应用，为我国高强耐蚀铝合金研制和先进阳极氧化表面处理技术开发作出了重要贡献。