面向发现含 Al-Cr 耐腐蚀成分复杂合金的实验性从高通量到高保真研究
材料科学
2024-03-20 v2
摘要
成分复杂合金有望同时获得性能的最优组合，例如耐腐蚀性、轻量化和强度。实现这一目标颇具挑战，部分原因在于广阔合金设计空间中可能存在的成分与结构数量巨大。高通量方法提供了一条前进路径，但给定成分与结构的合金合成与其性能之间的强关联迄今尚未完全实现。在此，我们基于 Al-Co-Cr-Fe-Ni 基合金中 Al 和 Cr 的组合，提出耐腐蚀合金的快速识别。利用高通量实验筛选与关键冶金及电化学腐蚀测试相结合，识别了此前未研究的合金化学计量比，发现了具有优异钝化行为的合金。利用脱氧 0.1 mol/L H2SO4 中的快速测试探究了合金原生氧化膜性能及其自修复特性。重要的是，发现了暴露改性空气形成膜的电化学阻抗模量与成分复杂合金（CCA）自修复速率之间的相关性。多元素扩展 X 射线吸收精细结构分析将 Ni-Al 第一近邻壳层中更有序类型的化学短程有序与较差的耐腐蚀性联系起来。本报告强调了成分复杂合金高通量探索在广阔化学计量空间识别与快速筛选中的效用。
引用
@article{arxiv.2302.07988,
title = {An experimental high-throughput to high-fidelity study towards discovering Al-Cr containing corrosion-resistant compositionally complex alloys},
author = {Debashish Sur and Emily F. Holcombe and William H. Blades and Elaf A. Anber and Daniel L. Foley and Brian L. DeCost and Jing Liu and Jason Hattrick-Simpers and Karl Sieradzki and Howie Joress and John R. Scully and Mitra L. Taheri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.07988},
year = {2024}
}