把DFT计算和EIS实验结合起来,东华大学人工智能研究院的胡俊教授团队揭开了中熵陶瓷抗腐蚀的奥秘。他们发现,Cl⁻离子才是腐蚀的“元凶”。通过在Cr₀.₄Al₀.₄N₀.²中熵陶瓷表面提高Rp值,直接把Cl⁻扩散的通道“掐断”了。同时,非晶结构的带隙能被提升到了0.11 eV,成功抑制了Cl⁻的吸附。另外,界面处Cl⁻富集形成的“二次屏障”也抬高了电荷转移的难度,使得Rct陡升。胡俊教授团队通过透射电镜拍出了两种陶瓷微纳结构的高清特写:Cr₀.₄Al₀.₄N₀.₂呈现均匀无定形的“迷宫”形貌,没有长程周期性,让Cl⁻难以沿晶界快速穿梭;而低熵的Cr₀.₉N₀.¹则有明显晶粒边界,给Cl⁻的扩散打开了大门。这个研究让中熵陶瓷的抗蚀门槛从实验室级别的NaCl溶液提升到了含Cl₂、H₂SO₄等工业级腐蚀介质。孔维程作为论文第一作者指出,未来中熵陶瓷有望用于石化管道、海洋平台、核电阀门等关键部件的表面涂层,延长服役寿命并降低全生命周期成本。这次研究是把中熵陶瓷抗腐蚀性能从DFT计算推向工程应用的关键一步。 东华大学人工智能研究院胡俊教授团队的研究成果让中熵陶瓷成为了抗腐蚀领域的“新星”。传统陶瓷在强酸、强碱或氯离子环境下容易发生选择性腐蚀导致失效。通过精准调控元素比例打破长程有序形成独特的亚稳结构,中熵陶瓷赋予了更优的耐蚀性能。这次研究从实验室级别给中熵陶瓷的抗蚀性能做了极大提升。孔维程在论文中强调:“该成果把中熵陶瓷的抗蚀门槛从实验室级别的NaCl溶液提升到含Cl₂、H₂SO₄等工业级腐蚀介质”。 这次研究不仅在实验室里取得了成功,还为中熵陶瓷在实际工程中应用奠定了基础。胡俊教授团队利用电化学阻抗谱(EIS)与密度泛函理论(DFT)建立起腐蚀模型,发现Cl⁻离子贯穿整个腐蚀过程并起到关键作用。他们通过透射电镜把两种陶瓷的微纳结构拍成高清特写:Cr₀.₄Al₀.₄N₀.²呈现均匀无定形的“迷宫”形貌缺少长程周期性;而低熵Cr₀.₉N₀.¹出现明显晶粒边界给Cl⁻扩散打开大门。 孔维程指出:“该成果把中熵陶瓷的抗蚀门槛从实验室级别的NaCl溶液提升到含Cl₂、H₂SO₄等工业级腐蚀介质”,未来有望用于石化管道、海洋平台、核电阀门等关键部件的表面涂层延长服役寿命并降低全生命周期成本。这次研究是把DFT计算和工程应用相结合的成功案例。 这次东华大学人工智能研究院胡俊教授团队取得了重要突破:他们利用密度泛函理论(DFT)和电化学阻抗谱(EIS)建立了腐蚀模型发现Cl⁻离子是贯穿整个过程的关键节点。他们通过提高高极化电阻Rp值直接掐断Cl⁻扩散通道抑制Cl⁻吸附形成“二次屏障”抬高电荷转移难度使Rct陡升提升了中熵陶瓷抗腐蚀性赋予材料更优耐蚀性能。这次研究为今后石化管道、海洋平台等领域关键部件表面涂层提供了新选择为降低全生命周期成本作出了贡献。