Accelerated Discovery of Molten Salt Corrosion-resistant Alloy by High-throughput Experimental and Modeling Methods Coupled to Data Analytics
熔盐耐腐蚀合金的可用性不足严重限制了各种有前途的熔盐技术的实现，否则这些技术可能会产生重大的社会影响。为了加速熔盐应用的合金开发并对这些环境中的腐蚀进行基本了解，我们在这里提出了一种集成方法，该方法使用一组高通量合金合成，腐蚀测试和建模，再加上自动化表征和机器学习。通过使用这种方法，广泛的Cr-Fe-Mn-Ni合金在熔融盐中的耐腐蚀性进行了评估，同时表明耐腐蚀合金的开发可以加快数千倍。基于上述结果，揭示了Cr-Fe-Mn-Ni合金在熔盐中腐蚀的牺牲机制，该机制可用于保护合金中不稳定元素不被耗尽，为高温熔盐耐腐蚀合金的设计提供了新的思路。
2021-04-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Role of Zirconium Conversion Coating in Corrosion Performance of Aluminum Alloys: An Integrated First-Principles and Multiphysics Modeling Approach
目前正在积极研究各种无铬转化膜，以改善航空航天和国防应用中轻质合金的腐蚀性能。然而，推进转化膜需要深入了解潜在的腐蚀机制，以便合理设计可持续的涂层。在这里，我们提出了一个多尺度的建模方法来预测金属材料的腐蚀性能，重点是含铜铝合金涂覆氧化锆层的局部腐蚀。第一性原理和过渡态理论被用来实现的动力学模型，其中包括电解质-金属界面反应。建模框架系统地表征和耦合多个电化学和物理（例如，运输）现象，以探索坑形态，表面化学和当地环境之间的相互关系。这种多尺度模型可以定量地连接ZrO 2涂层铝合金的腐蚀速率与浸泡过程中的界面反应的演变，这是很难建立使用原位实验。我们已经评估了所提出的多尺度模型，使用现有的实验数据。对各种环境参数和外加电位下的腐蚀速率和点蚀稳定性进行了定量评估。结果表明，锆基转化膜由于锆参与了界面动力学过程，显著提高了铝合金的耐腐蚀性能。
2022-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Corrosion-resistant aluminum alloy design through machine learning combined with high-throughput calculations
本研究通过机器学习与从头计算结合，开发强化自学习算法（R2>0.92）优化铝合金，制备出伸长率约30%的耐腐蚀合金，并验证Cu修饰增强晶界抗裂性。
2023-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Corrosion-resistant and conductive Ti-Nb-O coatings tailored for ultra-low Pt-loaded BPPs and PTLs in PEM electrolyzers
University of West Bohemia in Pilsen（比尔森西波希米亚大学）
本研究通过优化Ti-Nb-O涂层成分，实现了超低铂负载的质子交换膜电解器中BPPs和PTLs的耐腐蚀和导电性能。
2026-02-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Contrasting Effects of Functionalization in Binary and Medium-Entropy MXene Coatings for Corrosion Protection
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究通过多层环氧涂层结合四种MXene系统，探讨功能化对防腐性能的影响，发现P-Ti3C2Tx具有最强的防腐性能，DFT计算揭示表面化学、电子结构和熵在设计下一代防腐涂层中的关键作用。
2026-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Niobium-based sputtered thin films for Corrosion Protection of proton-irradiated liquid water targets for [18F] production
需要在靶的Havar入口箔上的化学惰性涂层，用于在加压条件下通过质子辐照富集水来生产[18 F]，以减少从Havar释放的离子污染物的量。为了找到最有效的保护涂层，铌基涂层的微观结构和阻隔性能与沉积参数相关：衬底温度，外加偏压，沉积速率和溅射气体压力。氧化铝石英用作基板，使我们能够验证理想的涂层作为扩散屏障的保护效率。基于铝对液体镓和酸腐蚀的极端敏感性，应用了两个模拟腐蚀试验。已经发现纯铌涂层不如铌-钛涂层有效的屏障。但氧化铌薄膜，根据进行的腐蚀测试，显示出优越的阻隔性能。因此，已经提出了多层铌-铌氧化物膜，因为它们结合了铌的高导热性和铌氧化物的良好阻隔性能。
2013-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
An experimental high-throughput to high-fidelity study towards discovering Al-Cr containing corrosion-resistant compositionally complex alloys
本研究通过高通量实验筛选结合电化学测试，在Al-Co-Cr-Fe-Ni基合金中快速识别出含Al-Cr的耐腐蚀成分复杂合金，并揭示Ni-Al短程有序与耐腐蚀性的关联。
2024-03-19 cond-mat.mtrl-sci
The effect of graphene orientation on permeability and corrosion initiation under composite coatings
Chongqing 2D Materials Institute（重庆二维材料研究院）；Faculty of Materials Science and Engineering, K. N. Toosi University of Technology（德黑兰理工大学材料科学与工程学院）；Key Laboratory of Optoelectronic Technology & System Ministry of Education, Chongqing University（重庆大学光电系统及技术教育部重点实验室）；College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology（北京化工大学材料科学与工程学部）
本研究提出一种模型，通过分析石墨烯取向对复合涂层中腐蚀起始时间的影响，发现石墨烯片与基材之间角度减小可显著延缓腐蚀起始。
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Designing Corrosion-Resistant CoCrNi Medium Entropy Alloys via Short-Range Order Modification
本研究结合多尺度表征与模拟，揭示时效诱导的 Cr-Cr 化学短程有序可增强 CoCrNi 中熵合金在酸化 NaCl 溶液中的钝化与耐蚀性。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Early stages of dissolution corrosion in 316L and DIN 1.4970 austenitic stainless steels with and without anticorrosion coatings in static liquid lead-bismuth eutectic (LBE) at 500$^\circ$C
研究了316 L和DIN 1.4970奥氏体不锈钢与贫氧（C $_O$ < 10 $^-$ $^8$质量%）静态液态铅铋共晶（LBE）在500°C下接触600-1000 h后的溶解腐蚀行为的早期阶段（$\le$ 1000 h）。本研究的目的是确定未涂层钢的相对早期耐溶解腐蚀性，并评估所选候选涂层（Cr $_2$ AlC、Al $_2$ O $_3$、V $_2$ Al $_x$ C $_y$）的保护性。钢的显微组织和热机械状态的预期差异的同时暴露显示钢的晶粒尺寸，退火/变形孪晶的密度，和二次析出物对钢的溶解腐蚀行为的影响。这项研究的结果提供了建议，钢铁制造的目的是使用钢建造第四代铅冷快堆。
2021-07-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Organosilane-functionalized hydrothermal-derived coatings on titanium alloys for hydrophobization and corrosion protection
Faculty of Materials Science and Engineering, K. N. Toosi University of Technology（材料科学与工程系，K.N. 托伊西理工大学）
研究通过不同浓度NaOH溶液处理和低表面能HDTMS涂层改善钛合金的疏水性和防腐性能，采用SEM、接触角、极化和阻抗谱分析，发现HDTMS涂层显著提高疏水性和防腐性能。
2026-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Characterisation of Li in the surface film of a corrosion resistant Mg-Li(-Al-Y-Zr) alloy
本文研究了Mg-Li（-Al-Y-Zr）表面经水溶液浸泡和空气暴露后形成的表面膜。该合金（其含有30.3at. %的Li）具有bcc晶体结构，并已报道为耐腐蚀的。据确定，表面膜的主要成分是Li 2CO 3和Mg（OH）2，其特征在于通过掠入射X射线衍射（GIXRD）。用GIXRD和选区电子衍射（SAED）观察到合金表面附近有六方晶系的晶粒。Li和Mg在表面膜中的空间分布的特征在于通过电子能量损失谱（EELS）和合金中的其他主要元素的分布的特征在于通过扫描透射电子显微镜（STEM）和能量色散X射线光谱（EDXS）。据观察，Li分布在整个合金表面膜中，并且在所谓的外层中具有升高的浓度。
2019-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Microstructure and properties of Cu-Sn-Zn-TiO2 Nano-composite coatings on mild steel
Cu-Sn-Zn镀层具有良好的导电性、耐蚀性和可焊性等优点，在工业上得到了广泛的应用。为了进一步提高Cu-Sn-Zn镀层的力学性能，采用粉末强化法制备了不同TiO 2含量的Cu-Sn-Zn-TiO 2纳米复合镀层。采用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了Cu-Sn-Zn-TiO 2纳米复合镀层的微观结构。研究了涂层的力学性能，包括显微硬度和耐磨性。结果表明，纳米TiO 2的加入对Cu-Sn-Zn镀层的性能有显著影响。添加1g/L的TiO 2后，Cu-Sn-Zn镀层的显微硬度由330 HV提高到383 HV。涂层的耐蚀性也得到了提高。研究了TiO 2纳米粒子浓度对Cu-Sn-Zn-TiO 2纳米复合镀层的组织结构、力学性能和耐蚀性的影响。
2017-12-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic, magnetoelastic and corrosion resistant properties of (Fe-Ni) based metallic glasses for structural health monitoring applications
我们已经进行了研究的磁性，磁弹性，和耐腐蚀性能的七个不同的组合物磁弹性共振平台。对于某些应用，例如结构健康监测，这些材料不仅必须具有良好的磁机械性能，而且还必须具有高耐腐蚀性。在所制备的组成为Fe（73-x）NixCr 5Si 10 B12的金属玻璃中，改变Fe/Ni比（Fe + Ni = 73%at.）从而改变磁性和磁致弹性性质。添加少量的铬（Cr 5）以实现期望的良好耐腐蚀性。正如预期的那样，所有研究的性质都随着样品的组成而变化。含Ni量高于Fe量的合金在室温下不显示磁性行为，而富铁合金不仅表现出良好的磁性，而且表现出良好的磁弹性，在Fe 73 Ni 0 Cr 5Si 10 B12（仅含Fe而不含Ni的样品）中，x=0时磁弹性耦合系数高达0.41。关于耐腐蚀性，我们已经发现，随着组合物中Ni含量的增加，这些性能持续退化。因此，腐蚀电位从x=0组成Fe 73 Ni 0 Cr 5Si 10 B12的46.74 mV单调降低到x=73组成Fe 0 Ni 73 Cr 5Si 10 B12的-239.47 mV。
2020-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Air-stable, earth-abundant molten chlorides and corrosion-resistant containment for chemically-robust, high-temperature thermal energy storage for concentrated solar power
如果聚光太阳能发电厂的发电成本能够与化石燃料发电竞争，就可以大幅减少人为二氧化碳排放。通过在入口温度>750 ℃而不是<550 ℃的情况下操作CSP涡轮机，并且通过使用> 750 ℃的热能储存（TES）以允许快速可调度和/或连续的电力生产，CSP工厂的太阳能热-电转换效率可以显著提高（并且相关的电力成本降低）。不幸的是，目前被认为是用于大规模高温TES的低成本介质的地球上丰富的MgCl 2-KCl基液体在空气中易受氧化影响，伴随着液体组成的相关不期望的变化和含有这种液体的管道和罐中的金属合金的增强的腐蚀。本文通过热力学计算确定了在空气中稳定的高温、地球丰富的熔融氯化物。然后证明了这种熔融氯化物在750 ℃下的抗氧化性和耐腐蚀性。这种化学稳定的、低成本的TES介质和有效的密封为CSP工厂的更高温度操作和更低成本的发电提供了关键的进步。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Influence of KCl and HCl on a Laser Clad FeCrAl Alloy: In-Situ SEM and Controlled Environment High Temperature Corrosion
电力行业减少碳排放的压力越来越大，导致对生物质原料使用的研究增加。本文研究了影响生物质锅炉腐蚀的关键物质HCl和KCl对FeCrAl合金Kanthal APMT激光熔覆层的影响。在450 ℃下对涂层进行了1 h的原位SEM暴露，以研究KCl对腐蚀过程的初始影响。将相同的涂层在空气环境和富HCl环境中暴露250 h。KCl的影响进行了研究。观察到缓慢生长的氧化铝的证据。据发现，HCl允许氯基腐蚀发生，表明它可以从气相相互作用。还观察到，与空气环境中的KCl相比，HCl和KCl的存在降低了质量增加。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Complete long-term corrosion protection with chemical vapor deposited graphene
尽管关于该主题有许多报道，但是能够提供长期保护（即，几个月）的金属仍然不可用。在这里，我们最终提出了一种聚合物-石墨烯混合涂层，包括两个单层的CVD石墨烯夹在三层聚乙烯醇缩丁醛之间，即使在暴露于模拟海水120天后，也能为商业铝合金提供完全的腐蚀保护。当我们比较相同厚度的仅聚合物涂层的结果时，石墨烯在混合涂层中发挥的重要作用是显而易见的，该涂层在仅仅30天后就无法保护金属。随着商业上可用的大面积CVD石墨烯的出现，我们的工作展示了一种直接的方法，可以扩展到其他二维材料和聚合物，用于长期保护各种相关金属和合金。
2018-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Super-Hydrophobic Stearic Acid Layer Formed on Anodized High Purified Magnesium for Improving Corrosion Resistance of Biodegradable Implants
镁及其合金是生物可降解植入物的理想候选物。然而，对于大多数应用来说，它们在人体中溶解得太快。采用硬脂酸对高纯镁进行表面包覆，以减缓高纯镁在37°C模拟体液中的腐蚀速率。将HP-Mg阳极氧化形成氧化物/氢氧化物层，然后将其浸入硬脂酸溶液中。采用电化学阻抗谱和动电位极化法研究了HP-Mg试样的腐蚀速率。结果表明，疏水涂层可以暂时降低HP-Mg的腐蚀速率1000倍。
2017-06-28 cond-mat.mtrl-sci
2D Hexagonal Boron Nitride-based Anticorrosion Coatings
针对金属腐蚀问题，综述了六方氮化硼（h-BN）基防腐涂层的研究进展，重点涵盖功能化、合成及混合系统策略，以克服缺陷和分散性挑战，推动其工业应用。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Microbial Corrosion Prevention by Citrobacter sp. Biofilms
本研究构建 Citrobacter sp. MIC21 生物膜涂层，揭示其通过致密基质和抑制 G20 生长使铜耐蚀性提升约 10 倍。
2023-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic mechanism of corrosion-induced grain boundary migration in NiCr alloys in molten FLiNaK
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究镍铬合金在熔融FLiNaK中腐蚀诱导晶界迁移的原子机制，用反应分子动力学研究四个代表性晶界及体表面腐蚀，发现表面晶体学和晶界特征对腐蚀的影响，识别出腐蚀驱动的晶界迁移机制，指出低能特殊边界是晶界工程目标。
2026-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Wear-resistant thin films of MRI-230D-Mg alloy using plasma-driven electrolytic oxidation
采用硅酸盐电解液中的PEO、磷酸盐电解液中的PEO、硅酸盐PEO与Al和Al 2 O3激光表面合金化（LSA）的混合涂层和磷酸盐PEO与Al和Al 2 O3激光表面合金化（LSA）的混合涂层，在永久模铸的MRI 230 D镁合金上制备耐磨涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪对涂层的微观结构进行了表征。在干滑动条件下，采用直线往复球-平板磨损试验研究了涂层的摩擦学性能。两种PEO涂层都表现出约0.8的摩擦系数，混合涂层表现出约0.5的值，相对于作为摩擦伙伴的AISI 52100钢球，其随着施加的载荷的增加而略微降低。PEO涂层在2N载荷下持续测试而没有失效，但在5 N载荷下由于高接触应力引起的微断裂而失效。混合涂层在2N载荷下没有完全磨损，但在5 N载荷下完全去除，暴露基材。PEO涂层表现出更好的耐磨性比杂化涂层和硅酸盐PEO涂层表现出更好的耐磨性比磷酸盐PEO涂层。PEO涂层在激光照射下熔化/分解，并且所有混合涂层都表现出类似的微观结构和磨损行为，而与主要PEO涂层或激光能量的性质无关。磨损表面的SEM检查表明所有试样的磨粒磨损与粘着磨损相结合。在磨损试验后，球的表面显示出不连续的转移层。
2017-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In situ Bragg coherent X-ray diffraction imaging of corrosion in a Co-Fe alloy microcrystal
腐蚀是许多行业的主要关注点，因为腐蚀性环境会引起结构和形态变化，导致材料溶解并加速材料失效。腐蚀的进展取决于纳米级形态、应力和存在的缺陷。实验监测这种复杂的相互作用是具有挑战性的。本文利用原位布拉格相干X射线衍射成像（BCDI）技术研究了钴铁合金微晶在盐酸（HCl）中的溶解过程。通过在环境条件下测量单个孤立微晶的五个布拉格反射，我们比较了腐蚀前的全三维（3D）应变状态和整个腐蚀过程中沿[111]方向的应变。我们发现，应变的晶体表面层溶解，留下一个逐步减少应变的表面。有趣的是，在腐蚀过程中，靠近晶体中心的平均应变增加。我们确定的局部腐蚀速率从BCDI数据，揭示了优先溶解的方面更多地暴露于酸流，突出了实验的几何效果。这些结果为理解晶体应变、形态和腐蚀之间的相互作用带来了新的视角;这是设计更耐腐蚀材料的先决条件。
2022-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Ni-P coatings electroplating - A review, Part I: Pure Ni-P alloy
在电镀工业中，Ni-P镀层由于其优异的性能而被广泛使用，这些性能能够保护基底免受腐蚀和磨损。取决于其组成和结构，镀态沉积物表现出良好的机械、摩擦学和电化学特性、催化活性以及有益的磁性特征。经热处理后，Ni-P金属-类金属系统的硬度可接近或高于硬铬镀层的硬度。本文综述了电沉积Ni-P二元合金镀层的研究工作。提出了磷的掺入机制，Ni-P合金的微观结构和热处理前后，其机械，摩擦学，腐蚀，催化和磁性能被认为是关键的工艺参数影响的沉积物中的磷含量和主要电解槽成分的作用。采用脉冲电镀和非常规（分层和功能梯度）结构的制造的优点的调查结果进行了简要的探讨。
2018-06-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-throughput calculations combining machine learning to investigate the corrosion properties of binary Mg alloys
镁合金作为结构材料和生物医用材料具有广阔的应用前景，但其耐蚀性差限制了其进一步的应用。为了避免费时费力的实验验证，本文设计了一种基于第一性原理计算的高通量计算策略，从热力学和动力学两个角度对含金属间化合物的二元镁合金进行耐腐蚀性能的筛选。首次发现了相对于镁基体具有低平衡电势差的稳定二元金属间化合物。然后，这些Mg金属间化合物的表面上的氢吸附能的计算，和腐蚀交换电流密度进一步计算的析氢反应（HER）动力学模型。在此基础上，利用功函数（W_f）和加权第一电离能（WFIE）建立了具有合适氢吸附能的Mg金属间化合物的机器学习模型。的ML模型的泛化测试五个新的二元Mg金属间化合物的平均均方根误差（RMSE）为0.11 eV。本研究不仅预测了一些有前途的二元Mg金属间化合物，可以抑制电偶腐蚀，但也提供了一个高通量的筛选策略和ML模型的耐腐蚀合金的设计，这可以扩展到三元Mg合金或其他合金系统。
2022-01-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Comparison of mechanical properties of Ag/W1-xTixB2.5 and pure silver coatings deposited by PLD/HIPIMS method
Institute of Fundamental Technological Research POLISH ACADEMY OF SCIENCES（波兰科学院基础技术研究所）；Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering（华沙理工大学材料科学与工程学院）
本研究通过PLD和HiPIMS制备Ag/WB2.5、Ag/W0.76Ti0.24B2.5及纯银涂层，对比发现Ag/W0.76Ti0.24B2.5涂层耐磨性、附着力和耐腐蚀性均表现优异，是性能优良的复合涂层。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Surface Orientation-dependent Corrosion Behavior of NiCr Alloys in Molten FLiNaK Salt
本研究通过反应力场分子动力学模拟，揭示NiCr合金在熔融FLiNaK盐中的腐蚀受表面取向影响，(110)面最易腐蚀，且腐蚀为近表面动力学控制过程，电场可调控腐蚀。
2025-03-09 cond-mat.mtrl-sci
XPS on corrosion products of ZnCr coated steel: on the reliability of Ar+ ion depth profiling for multi component material analysis
X射线光电子能谱学结合Ar+离子蚀刻是一个强大的概念，以确定不同的化学状态的化合物的深度分布，重要的是获得信息的表面下或层界面。发生溅射损伤的可能性是已知的，但对锌基钢涂层（如ZnCr）的腐蚀产物的研究还不够充分。因此，在这项工作中，根据对离子溅射的稳定性研究参考材料。事实上，一些研究的化合物显示出非常不稳定的化学性质。根据这些研究结果，可以对实际样品的深度剖面的可靠性进行评级，以避免对所观察到的化学物质的误解。
2014-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A cracking oxygen story: a new view of stress corrosion cracking in titanium alloys
钛合金在高温下会遭受卤化物相关的应力腐蚀开裂，在喷气发动机中，氯化物和钛氧化物促进气流中的水蒸气裂解，在裂纹尖端沉积脆化物质。在这里，我们使用同位素标记实验报告说，工业Ti-6Al-2Sn-4 Zr-6 Mo合金中的裂纹尖端高度富集（>5 at.%）水蒸气中的氧，远大于（0.25原子%）使材料变脆。令人惊讶的是，尽管进行了仔细的准备和分析，但测量到的氢（氘）相对较少。因此，我们认为，O和H的综合作用导致开裂，O起着至关重要的作用，因为众所周知，它会导致合金的脆化。相比之下，在α + β Ti合金中，由于H在β-Ti中的高溶解度，H可能会流失到本体中，而不是保留在裂纹尖端的应力场中。因此，虽然裂纹可能在断裂表面上形成，但氢进入可能不是底层基质脆化的唯一合理机制。这种可能性挑战了几十年来对应力腐蚀开裂的理解，认为应力腐蚀开裂仅与氢增强局部塑性（HELP）机制有关，这解释了为什么掺氢钛合金变脆。这将改变对应力腐蚀脆化的观点，从单纯关注氢到也考虑来自水蒸气的O的进入，这对于设计耐腐蚀材料至关重要。
2021-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Complementary electrochemical ICP-MS flow cell and in-situ AFM study of the anodic desorption of molecular adhesion promotors
分子粘附促进剂是用于结构材料腐蚀保护的现代涂料体系的核心组分。它们是界面活性的，并形成抗腐蚀和促进粘附的层。在这里，我们利用硫醇基自组装单分子膜（SAMs）作为模型系统，展示了一个全面的组合方法来了解阳极极化下的分子水平的腐蚀保护机制。具体而言，我们比较亲水性11-巯基-1-十一烷醇和疏水性1-十一烷醇自组装膜及其金溶解抑制性能。我们可以证明，分子间力（疏水与亲水效应）控制SAM层在氧化条件下的表现。具体而言，使用\textit{in situ}电化学AFM和耦合到ICP-MS的扫描流动池，可以对SAM的耐腐蚀性以及表面形态/粘附性的变化进行互补观察。对氧化溶解的保护是更高的疏水性SAM，胶束形成下脱离，而亲水性SAM表现出较低的保护作用，金溶解速率，虽然它保持完整的高度移动层下阳极极化。所开发的多技术方法将被证明是有用的研究在其他金属和合金上的缓蚀分子的界面活性和缓蚀机理。
2021-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Graphene-Passivated Nickel as an Oxidation-Resistant Electrode for Spintronics
我们报告了石墨烯钝化的铁磁电极（GPFE）的自旋器件。GPFE被示出作为自旋极化的抗氧化电极。通过易于扩展的化学气相沉积（CVD）工艺用几层石墨烯直接涂覆镍允许在暴露于空气时保留未氧化的镍表面。完整的参考隧穿自旋阀结构的制造和测量表明，GPFE被保持为自旋极化器，并且石墨烯涂层的存在导致磁阻的特定符号反转。因此，这项工作突出了一种新的抗氧化自旋源，进一步解锁低成本的湿化学过程的自旋电子器件。
2014-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analytical method for parameterizing the random profile components of nanosurfaces imaged by atomic force microscopy
在生物技术、电子和机械工程中，许多技术表面的功能特性在很大程度上取决于其纳米级表面纹理的个体特征，这反过来又是表面制造过程的函数。在这些特征中，在不同空间尺度下，特别是在1至100 nm范围内的表面不规则性和自相似性结构是非常重要的，因为它们极大地影响了作用在纳米级距离处的表面相互作用力。提出了一种原子力显微镜（AFM）成像纳米表面的表面不规则性及其相关性的参数化分析方法。在这种方法中，闪烁噪声光谱-一种统计物理方法-被用来开发六个纳米计量参数，其特征在于跳跃和尖峰状的不规则性到表面纹理的高频贡献。这些贡献分别反映了表面制造过程中反常扩散和惯性效应的随机过程。利用原子力显微镜（AFM）对低碳钢表面在硝酸盐溶液中形成的含涂层生长促进剂的耐蚀磁铁矿涂层在不同温度下的织构进行了分析。结果表明，表征表面尖峰的参数是能够量化的工艺温度对涂层的耐腐蚀性的影响。这些参数可用于预测和表征磁铁矿涂层的耐腐蚀性能。
2010-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Wear and corrosion properties of Mg(OH)$_2$ compound layer formed on magnesium alloy in superheated water vapor
针对镁合金耐磨性差的问题，本文通过在过热水蒸气中氧化在AZ91镁合金表面直接制备约25微米厚的Mg(OH)$_2$层，并验证其可显著降低摩擦系数和磨损量。
2024-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Electrochemical and mechanical behaviors of dissimilar friction stir welding between 5086 and 6061 aluminum alloy
研究了AA 5086和AA 6061铝合金搅拌摩擦焊的电化学行为和力学性能。显微硬度测量和拉伸试验表明，AA 6061中的热影响区（HAZ）具有最小硬度值（即，88 HV），并作为异种焊缝中的失效部位。腐蚀试验表明，Icorr最小值出现在HAZ 5086（0.54 uA/cm 2），HAZ 5086最耐腐蚀。焊缝的AA 5086侧显示出比AA 6061侧更好的耐腐蚀性。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Coating of Aluminum Alloys by Micro Arc Oxidation in Nitrate Salt
等离子体电解氧化（PEO）是一种在阀门金属上获得氧化物涂层的工艺。大多数情况下，PEO是在水溶液电解质中进行的，由于系统升温，这限制了处理部件的尺寸。研究了一种在硝酸盐熔盐中对1050铝合金进行PEO处理的方法。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、扫描电子显微镜和扫描电子显微镜等对涂层的形貌、物相、化学成分、显微硬度和耐蚀性进行了分析。所得结果表明，所形成的涂层包含两个亚层，即厚度为4微米的外部软层和厚度为5微米的内部致密层。所形成的涂层由Al 2 O3、γ -Al 2 O3、θ -Al 2 O3组成，并且不含来自电解质的任何污染物。
2018-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Machine Learning Assisted Design of Complex and High Entropy Alloys by Hybrid HiPIMS/Pulsed-DC PVD Process for Low Carbon Energy Applications in Extreme Environments
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；INSTN（核安全与辐射防护研究所）；S2CM（材料科学与化学研究部门）；LIST（信息技术与测量技术实验室）；AZ-Concept SASU（AZ-Concept公司）
该研究依托法国DIADEM计划，采用AI驱动的混合HiPIMS/Pulsed-DC PVD工艺，构建元素无关模型，设计适用于极端环境低碳能源应用的高熵防护涂层，验证了工艺可行性与准确性。
2026-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learned accelerated discovery of oxidation-resistant NiCoCrAl high-entropy alloys
University of Manitoba（曼尼托巴大学）
本研究通过机器学习发现NiCoCrAl高熵合金在不同温度下的氧化行为，揭示了不同成分在不同温度下的最佳性能，提出了新的高性能HEA bond-coat家族。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci
A density functional theory study of amino acids on Mg and Mg-based alloys
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究利用密度泛函理论探讨了氨基酸在镁及镁基合金表面的吸附行为，分析了合金元素对吸附影响及水环境对吸附作用的效应。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.med-ph
Revisiting the Influence of Sn in Cu-Al alloys: A Third Element Effect Enabling Stainless Steel Type Aqueous Passivation Behavior
重新审视了Sn对Cu-Al合金水溶液钝化的影响，发现其作为第三元素效应通过表面形成复杂氧化物显著降低腐蚀速率，实现类似不锈钢的耐蚀行为，为耐腐蚀合金设计提供新见解。
2025-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Electrochemical Evaluation of Mg and a Mg-Al 5%Zn Metal Rich Primers for Protection of Al-Zn-Mg-Cu Alloy in NaCl
本研究在0.6 M NaCl中评价MgRP与MgAlRP对AA 7075-T651的牺牲阳极阴极防护，发现Mg腐蚀可二次活化Al-5wt%Zn，使MgAlRP持续供荷并提供更优保护。
2024-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic mechanisms of oxidation and chlorine corrosion in Ni-based superalloys: The role of boron and light interstitial segregation
本文通过混合蒙特卡洛与分子动力学模拟，揭示了硼和氧等轻间隙原子在镍基高温合金氧化和氯腐蚀中重塑元素偏析、稳定氧化物网络的作用，并确定Nb为增强抗卤素腐蚀内聚力的关键元素。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Active Learning Discovery of High Temperature Oxidation Resistant Refractory Complex Concentrated Alloys
School of Materials Engineering, Purdue University（普渡大学材料工程学院）；School of Mechanical Engineering, Purdue University（普渡大学机械工程学院）
本研究通过主动学习框架发现两种高温度氧化抗性合金，兼具高硬度和热膨胀兼容性，为极端环境材料开发提供新策略。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Water-resistant hybrid perovskite solar cell -- drop triboelectric energy harvester
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Materials Science Institute of Seville (CSIC-US)（西班牙国家研究委员会，塞维利亚材料科学研究所）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Instituto de Microelectrónica de Sevilla (IMSE-CNM), Universidad de Sevilla – CSIC（塞维利亚微电子研究所，塞维利亚大学-西班牙国家研究委员会）
本研究提出了一种防水型混合钙钛矿太阳能电池与滴落压电能量收集器的结合装置，通过氟化聚合物封装层实现同时收集太阳能和雨水能量。
2026-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Characterisation of single microdischarges during plasma electrolytic oxidation of aluminium and titanium
本研究开发单微放电装置，结合高速光学测量、光谱分析和电镜表征，揭示电解质浓度、阳极材料等对铝和钛PEO过程中单个微放电的影响规律，为优化涂层性能提供依据。
2025-04-16 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Accelerating the development of oxynitride thin films: A combinatorial investigation of the Al-Si-O-N system
本文通过磁控溅射组合方法在Al-Si-O-N体系中实现阴阳离子梯度的高通量筛选，仅五次沉积覆盖宽组成范围，并揭示了硬度与折射率的相关性。
2025-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Preventing corona effects: multi-phosphonic acid poly(ethylene glycol) copolymers for stable stealth iron oxide nanoparticles
当分散在生物液体中时，工程纳米颗粒选择性地被蛋白质包覆，导致蛋白质冠的形成。这表明，蛋白质冠是至关重要的调节条件进入活细胞的细胞质。最近的报告将这种现象描述为普遍存在且与粒子的性质无关。然而，对于纳米医学应用，需要设计先进且具有成本效益的涂层，其抵抗蛋白质吸附并增加体内生物分布。在这项研究中，膦酸聚（乙二醇）共聚物的合成和用于包覆氧化铁颗粒。优化共聚物组合物以提供简单且可扩展的方案以及在培养基中的长期稳定性。结果表明，具有多个膦酸官能团和PEG链的聚合物优于其他类型的涂层，包括配体，聚电解质和羧酸官能化的PEG。此外，PEG化颗粒表现出异常低的细胞摄取，约为100毫微微克铁/细胞。本方法表明，工程颗粒的表面化学是与细胞相互作用的关键参数。它还为无机表面的有效功能化开辟了新的途径。
2014-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
The surface-topography challenge: Problem definition
我们向社会提出了一个表面定义的问题，我们认为其解决方案是至关重要的名义上平坦的表面之间的接触的正确描述[1，2]。2015年，Müser和Dapp发布了接触力学挑战，为一个虚构的表面提供了完整的地形数据，并要求理论家和建模者计算这种表面的预期接触参数。这一努力是成功的，但暴露了社区对接触性质的理解中的一个明显缺陷：这些模型需要输入表面形貌的完整描述，这对于现实世界的表面来说很少或永远都不可能。目前的挑战是对实验人员的：我们将向您发送两种材料的样品（一种更光滑，一种更粗糙）;您确定这些材料的表面形貌。我们呼吁您使用基于接触的技术、光散射、显微镜或其他技术来测量这些表面。感兴趣的量的示例是：均方根（RMS）参数;功率谱密度（PSD）;或自相关函数（ACF）。对于材料，我们选择了氮化铬，这是一种用于工业应用的耐磨和耐腐蚀涂层，包括汽车零部件、切削工具和压铸。要参与，只需访问：https://contact.engineering/challenge提供您的送货地址和其他信息，然后样品将被运送给您。参与的唯一要求是将您的原始地形测量存放在免费的contact.engineering网络应用程序上，以促进数据共享。这项挑战的目的是让我们的社区朝着以下方向发展：（a）更好地了解如何描述实验表面的多尺度地形;以及（b）更好地了解如何将成熟的模型和理论应用于现实世界的表面。
2022-06-27 cond-mat.mtrl-sci
OpenAaaS: An Open Agent-as-a-Service Framework for Distributed Materials-Informatics Research
National Key Laboratory of AI for Materials Science（人工智能材料科学国家重点实验室）；Tianmushan Laboratory（天幕山实验室）；Beihang University（北京航空航天大学）
OpenAaaS提出一种开源的分层分布式代理即服务框架，通过代码流、数据不动原则实现跨领域安全集成，解决材料设计中的长期迭代和复杂机制问题。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci cs.AI
Machine learning descriptors for predicting the high temperature oxidation of refractory complex concentrated alloys
School of Materials Engineering, Purdue University（普渡大学材料工程学院）
提出基于物理信息描述符的高斯过程回归机器学习框架，预测难熔复杂浓缩合金的高温氧化比质量变化，加速发现抗极端环境的下一代合金。
2025-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Automated Extraction of Multicomponent Alloy Data Using Large Language Models for Sustainable Design
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
利用大语言模型自动化提取多组分合金数据，构建大规模数据库并用于可持续材料选择。
2026-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
