| 题名 | 非晶态结构及微组元与金属玻璃腐蚀行为的关联性研究 |
| 作者 | 王子明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 卢柯 ; 王建强 |
| 关键词 | 金属玻璃 腐蚀机理 少量元素 非晶态结构 |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | "金属玻璃被誉为继钢铁和塑料后材料领域的第三次革命，随着该类材料工程化应用的推进，对腐蚀问题的关注显得尤为重要。金属玻璃具有单相均匀的结构特征及成分设计的灵活可控性,这些为深入认识腐蚀问题提供了全新的视角。目前,少量元素添加是强玻璃形成能力体系的一个重要特征，但其对腐蚀行为的影响尚不清楚；另外，非晶态结构自身对腐蚀行为的作用机制等也值得关注。 本论文选取几种典型的金属玻璃模型体系，澄清了非晶态结构自身对腐蚀的作用机制并系统地研究了少量元素添加对金属玻璃选择性溶解和表面钝化膜稳定性的影响，揭示了与金属玻璃结构和成分相关的腐蚀行为的一些本征特性。本研究对合金腐蚀基本问题的理解、高耐蚀金属玻璃体系的设计有重要的指导意义。主要研究结果总结如下： （1）依据Ni50Nb50金属玻璃多晶型晶化的特点，首次澄清了非晶态结构自身特性对腐蚀行为的作用机制。研究发现非晶态结构能够抑制纳米尺度蚀点的萌生，该特性源于与材料结构密切相关的钝化膜/金属界面缺陷。同时，对亚稳蚀点的统计分析表明，非晶态结构可以有效促进初期蚀点的再钝化，而蚀点的进一步长大则主要依赖于合金成分。 （2）详细研究少量Y元素添加对Fe基块体金属玻璃腐蚀行为的影响，确定了钝化膜稳定性与其半导体特性的关联性，并阐述了钝化膜的半导体掺杂效应。Fe基金属玻璃表面钝化膜为双层膜结构，外层膜为高价（Mo6+和Cr6+）离子组成，决定膜的过钝化溶解，内层膜为高度掺杂的Fe的氧化物，控制膜的半导体特性；Y3+离子通过对内层膜的半导体掺杂实现对外层膜稳定性的控制。该工作为设计或控制金属玻璃耐蚀性能提供了一条新的途径。 （3）突破了合金选择性溶解的传统观念，在CuZr(Al)体系金属玻璃中通过少量元素（如Ni）添加实现了合金组元溶解倾向的反转，并证实了局域化学键合在合金溶解中的决定性作用。在此基础上，提出了局域原子相互作用模型，定量地理解了少量元素添加对金属玻璃溶解的作用机制，即Ni原子的引入改变了其周围Cu和Zr原子的化学作用环境，使得不同团簇内Cu与Zr原子溶解倾向发生改变，最终表现为电化学行为和表面形貌的巨大差异。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64180]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王子明. 非晶态结构及微组元与金属玻璃腐蚀行为的关联性研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2010. |
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