在金属/氧化物接口上进行选择性原子选,以获得超氧化耐药性.

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面科学是一门学科.
• 金工业是金工业的一个方面.

背景情况:

• 表面被动化对于合金中的腐蚀和氧化抵抗至关重要.
• 已知初始氧化行为因晶体面而异,但机制尚不清楚.

研究的目的:

• 研究结晶面依赖于合金中的初始氧化过程的原子层机制.
• 了解不同的晶体面如何影响氧化的早期阶段.

主要方法:

• 在现场环境传输电子显微镜 (TEM) 用来观察原子尺度上的氧化.
• 密度函数理论 (DFT) 的计算被用于在接口上建模原子扩散.

主要成果:

• 与111表面相比,Ni-5Cr合金的 (001) 表面表现出较高的初始氧化抵抗.
• 一个界面原子选效应,控制选择性原子物种扩散,被确定为机制.
• DFT的计算证实了Ni{111}/NiO{111}接口的增强氧气扩散,而不是Ni{001}/NiO{111}接口.

结论:

• 水晶面的方向显著影响合金中的初始氧化率.
• 观察到的差异归因于面依赖的表面间原子扩散.
• 在某些方面最初具有快速氧化率的材料可能会过渡到更慢的稳定状态氧化.