曼徹斯特大學(xué)周曉融教授做客第293期化苑講壇

報告題目：Time-lapse Correlative Electrochemical and 3D Microscopic Approaches for Corrosion Study

報 告 人 ：周曉融教授

報告時間：2017年10月30日（周一）下午15:00

報告地點(diǎn)：化學(xué)樓二樓一號會議室

邀 請 人 ：董澤華教授

報告人簡介：

周曉融教授,曼徹斯特大學(xué)材料學(xué)院教授，主要研究領(lǐng)域包括航空金屬材料開發(fā)、材料加工過程中的組織及性能演變、材料微觀結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代測試分析技術(shù)、合金的腐蝕/氧化/失效機(jī)理與防護(hù)等。在原子尺度上研究了鎳基高溫合金氧化、失效機(jī)理, 首次揭示了局部晶界遷移和晶間氧化擴(kuò)展的直接證據(jù)以及晶界遷移與Cr和Fe消耗的關(guān)聯(lián), 該發(fā)現(xiàn)已用于新材料開發(fā)；在三維納米尺度上揭示了鈦基復(fù)合材料在制造和應(yīng)用環(huán)境中的纖維/基體界面反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)的演變過程及對性能、纖維/基體界面脫粘機(jī)理的影響，并建立了殘余應(yīng)力在界面的分布模型;表征并模擬了摩擦焊過程中鎳基合金、鈦合金、不銹鋼、鋁合金焊縫顯微結(jié)構(gòu)演變, 實(shí)現(xiàn)過程參數(shù)優(yōu)化, 并成功開發(fā)了可以適用于異種合金焊件的新型表面保護(hù)層;成功地在原子尺度上研究了雜質(zhì)偏析對新型航空鋁鋰合金損傷容限的影響;首次采用示蹤原子在納米尺度上研究了合金氧化膜/合金界面微量元素的富集現(xiàn)象，揭示了合金元素的富集機(jī)理與過程，建立了合金元素的富集與氧化膜的結(jié)構(gòu)、性能及合金微觀取向之間的內(nèi)在聯(lián)系；創(chuàng)新性地將低電壓掃描電鏡技術(shù)與顯微切割技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了納米掃描斷層分析技術(shù)，成功地在三維納米尺度上研究了裂紋擴(kuò)展、晶間氧化/腐蝕、合金相的氧化等傳統(tǒng)研究方法難以直觀觀測的微觀過程；基于合金表面塑性變形層的組織和性能研究，首創(chuàng)了監(jiān)測合金板材塑性變形缺陷的面分析圖譜技術(shù)并開始工業(yè)化應(yīng)用。

已發(fā)表國際學(xué)術(shù)刊物論文167篇，國際會議論文54篇，出版學(xué)術(shù)著作4部；應(yīng)邀在重要國際學(xué)術(shù)會議上作大會邀請報告或大會報告32次；應(yīng)邀多次在中國、美國、德國、法國、日本、澳大利亞、意大利、瑞典、智利等國訪問講學(xué)；作為大會主席或分會場主席組織國際會議10次；擔(dān)任包括空中客車公司、羅羅公司、加拿大鋁業(yè)、薩帕集團(tuán)、福特等20余家國際知名企業(yè)的技術(shù)顧問；擔(dān)任30余種期刊審稿人；已指導(dǎo)28名博士生畢業(yè); 先后主持來自英國自然科學(xué)基金委、英國創(chuàng)新基金(TSB)、空中客車、英國宇航等機(jī)構(gòu)的科研項(xiàng)目30余項(xiàng).篇，被《Nature》《Science》等SCI期刊他引近6000次。研究成果被美國能源部政府工作報告、美國Science Daily、環(huán)球科學(xué)等媒體多次引用和報道。被邀請?jiān)诿绹又荽髮W(xué)Berkeley和Riverside, 英國女王大學(xué), 澳大利亞CSIRO等科研機(jī)構(gòu)作學(xué)術(shù)演講30余次。

報告內(nèi)容：

Time-evolved (4D) correlative 3D imaging techniques, combining micro tomography and nano tomography have allowed shedding light on the relationship between the morphological and compositional aspects of the corrosion behavior on micro-/nano-scale and the electrochemical behavior on macroscale. By applying these techniques, the electrochemical signals obtained from open circuit potential measurement and potentiodynamic polarization are directly correlated to the microstructure evolution in the alloys and, more importantly, the corrosion initiation and propagation events. For example, the open circuit potential-time response of machined AA7150 aluminum alloy in an acidified 3.5 wt. % sodium chloride solution shows a transient at the beginning of the measurement, which is found to be associated with the preferential dissolution of the near-surface deformed layer. That is anodically more active compared with the bulk alloy due to significantly increased number of grain boundaries associated with the grain refinement, and alloying elements segregation at the grain boundaries. During anodic polarization of mechanically polished AA7075 alloy in sodium chloride solution, two breakdown potentials were observed; the first breakdown potential is associated with an increased electrochemical activity of the near-surface deformed layer, and the second breakdown potential is associated with typical pitting of the bulk alloy. Further, using Nano tomography, the relationships between intermetallic particle-induced pitting, intergranular corrosion, and crystallographic pitting in AA2024 aluminum a