金屬所航空發動機封嚴涂層腐蝕研究獲進展

　　可磨耗封嚴涂層作為飛機發動機中的關鍵技術，可在保護葉片的前提下同時提高航空發動機的整體氣密性，是提高發動機整機效率、保障其安全運行的有效手段。隨著我國海上航空大力發展，在高濕、高鹽、高熱的海洋大氣環境下，可磨耗封嚴涂層的腐蝕問題成為困擾發動機運行穩定性和安全性的關鍵問題，開發新一代耐常溫海洋大氣腐蝕的可磨耗封嚴涂層勢在必行。

　　近期，中國科學院金屬研究所材料腐蝕與防護中心腐蝕電化學課題組在可磨耗封嚴涂層腐蝕領域取得新進展。研究發現：在Al-BN封嚴涂層基礎上以Cu代替部分Al制備的CuAl-Ni/C封嚴涂層，兼具優異的可磨耗性、抗沖蝕性及抗高溫氧化性；由于涂層中CuAl中間相的存在，涂層的耐常溫腐蝕能力顯著提升。研究發現，在常溫腐蝕的初期階段，涂層中Cu元素發生活性溶解，且溶解速度高于Al元素，這一現象與Al元素的活性顯著高于Cu元素的常規認知相悖。進一步，該團隊利用第一性原理計算和分子動力學計算等方法，在綜合分析涂層各合金相中表面Cu、Al原子活性以及Cl-在各合金相表面的吸附和擴散能力的基礎上，闡釋了Cu溶解速度高于Al的根本原因源于CuAl中間相的優先腐蝕。

　　該研究不僅驗證了通過合理的成分設計可以有效提高封嚴涂層的綜合使役性能，而且展示了第一性原理計算和分子動力學計算等理論計算方法在預測和闡釋合金元素的腐蝕活性方面的潛力，為腐蝕電化學理論研究提供了新途徑。相關研究成果以An abradable and anti-corrosive CuAl-Ni/C seal coating for aero-engine為題，發表在《化學工程雜志》（Chemical Engineering Journal）上。