【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院金屬研究所自然環境腐蝕研究部提出了基于“內生沉淀劑”的耐蝕金屬材料設計新思路；與材料制備與加工研究部合作，制備出具有優異耐蝕性能的超高強7系鋁基復合材料。相關研究成果以Nature-inspired Incorporation of Precipitants into High-strength Bulk Aluminum Alloys Enables Life-long Extraordinary Corrosion Resistance in Diverse Aqueous Environments為題，發表在《先進材料》(Advanced Materials)上。
 

　　受魚類在受到外部刺激時會通過腺體自發分泌粘液以自我保護的自然現象的啟發，該研究提出了“內生沉淀劑為粘液，中空碳納米管為腺體，毛細作用為分泌驅動力”的仿生設計策略，制備出高強高耐蝕的塊體7075鋁基復合材料。該材料抗拉強度達~700 MPa，具有優異的耐晶間腐蝕、剝落腐蝕和應力腐蝕的性能。該材料的強度和耐蝕性的綜合匹配超過目前公開報道的其他鋁合金。該材料在酸、堿、鹽環境中均具有極低的腐蝕速率，在強腐蝕性堿性介質中的腐蝕速率甚至比最耐蝕的純鋁低133倍。這一優異的耐蝕性歸因于毛細作用誘導沉淀劑自發從碳納米管溶出且在表面富集，進而形成保護性膜層。此外，研究人員運用上述仿生策略同樣研制出兼具高強高耐蝕的2024和6061鋁基復合材料。這表明該策略具有可拓展性，有望研發出其他高強高耐蝕金屬材料。
 

　　研究工作得到國家自然科學基金委員會、中國科學院以及中國科協青年人才托舉工程的支持。
 

高強高耐蝕7075鋁基復合材料的耐蝕機制