金屬的水腐蝕受鈍化多組分表面氧化物的形成和溶解控制。不幸的是，由于成分復雜且需要同時考慮多個動力學因素，詳細的原子描述具有挑戰性。
為此，達爾豪西大學Penghao Xiao ，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室Brandon C. Wood，Christine A. Orme將實驗與第一性原理衍生的多尺度計算框架相結合，該框架超越了熱力學描述，以明確模擬 Ni-Cr 合金表面氧化物隨成分、溫度、pH 值和施加電壓變化的動力學演變。
文章要點
1）在沒有點蝕的情況下，我們確定了三種不同的電壓范圍，其動力學上受氧化物生長、溶解以及競爭性溶解和再沉淀的主導。
2）研究人員揭示了不斷變化的成分梯度和氧化物厚度，包括亞穩態 Ni-Cr 混合氧化物與厚的多孔 Ni 主導氧化物之間的轉變。除了闡明潛在的物理原理外，研究人員還強調了模型中競爭動力學的必要性，以正確預測從鈍化到腐蝕的轉變。研究結果為合金成分與環境條件的共同設計提供了關鍵的一步，以便在各種關鍵能源和基礎設施應用中可持續使用。
參考文獻
Xiao, P., Orme, C.A., Qiu, S.R. et al. Atomic-scale understanding of oxide growth and dissolution kinetics of Ni-Cr alloys. Nat Commun 16, 341 (2025).
DOI：10.1038/s41467-024-54627-x
https://doi.org/10.1038/s41467-024-54627-x
