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中科院金属研究所在金属钝化膜击破机制研究取得突破性进展

作者:修赫

2018-09-11 17:31  来源:东北新闻网  
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  东北新闻网讯(记者修赫)记者今天从中国科学院金属研究所了解到,其介质条件下材料电子显微学研究小组在原子尺度下直接获得金属表面超薄钝化膜的剖面显微图像,并揭示了氯离子击破钝化膜的作用机制。这一研究成果为揭示氯离子与金属钝化膜的交互作用机制提供了直接的实验证据,为修正和完善数十年来基于模型和假说所建立起来的钝化膜击破理论提供了原子尺度的结构信息。

  7月2日,英国《自然?通讯》(Nature Communications)在线发表了该项研究成果。9月7日,美国《科学》(Science)周刊也在相关专栏以“Tracking corroding chloride”为题对该成果进行了推介,认为“利用透射电子显微技术对氯离子传输的直接观测加深了对金属腐蚀过程的理解”。

  据了解,金属表面的钝化膜虽仅有几纳米厚却赋予了其优良的抗均匀腐蚀能力,然而,在抗均匀腐蚀的同时,金属的局部点状腐蚀(即“点蚀”)却难以避免。点蚀的发生起始于材料表面,最终向材料表面以下的纵深方向迅速扩展。因此,点蚀破坏具有极大的隐蔽性和突发性,特别是在石油、化工、核电等领域,点蚀容易造成金属管壁穿孔,使大量油、气泄漏,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。一直以来,点蚀的发生是材料科学与工程领域中的经典问题之一。自上世纪六十年代开始至今,材料科学家普遍采用表面谱学等间接的实验手段研究氯离子击破钝化膜的机制,并因此提出了多种模型和假说,但尚无定论。其争论的核心问题是氯离子在钝化膜中的存在位置及作用方式。

  金属所固体原子像研究部界面结构研究团队长期致力于材料基础科学问题的电子显微学研究,经过多年的学术积累,在解决上述基础科学难题方面近来取得突破。该项研究目前已得到了国家自然科学基金、中国科学院前沿科学重点研究项目以及金属所创新基金重点项目等资助。(完)


(责任编辑:东北科技)

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