曼彻斯特大学周晓融教授做客第293期化苑讲坛
报告题目:Time-lapse Correlative Electrochemical and 3D Microscopic Approaches for Corrosion Study
报 告 人 :周晓融教授
报告时间:2017年10月30日(周一)下午15:00
报告地点:化学楼二楼一号会议室
邀 请 人 :董泽华教授
报告人简介:
周晓融教授,曼彻斯特大学材料学院教授,主要研究领域包括航空金属材料开发、材料加工过程中的组织及性能演变、材料微观结构的现代测试分析技术、合金的腐蚀/氧化/失效机理与防护等。在原子尺度上研究了镍基高温合金氧化、失效机理, 首次揭示了局部晶界迁移和晶间氧化扩展的直接证据以及晶界迁移与Cr和Fe消耗的关联, 该发现已用于新材料开发;在三维纳米尺度上揭示了钛基复合材料在制造和应用环境中的纤维/基体界面反应区结构的演变过程及对性能、纤维/基体界面脱粘机理的影响,并建立了残余应力在界面的分布模型;表征并模拟了摩擦焊过程中镍基合金、钛合金、不锈钢、铝合金焊缝显微结构演变, 实现过程参数优化, 并成功开发了可以适用于异种合金焊件的新型表面保护层;成功地在原子尺度上研究了杂质偏析对新型航空铝锂合金损伤容限的影响;首次采用示踪原子在纳米尺度上研究了合金氧化膜/合金界面微量元素的富集现象,揭示了合金元素的富集机理与过程,建立了合金元素的富集与氧化膜的结构、性能及合金微观取向之间的内在联系;创新性地将低电压扫描电镜技术与显微切割技术相结合,开发了纳米扫描断层分析技术,成功地在三维纳米尺度上研究了裂纹扩展、晶间氧化/腐蚀、合金相的氧化等传统研究方法难以直观观测的微观过程;基于合金表面塑性变形层的组织和性能研究,首创了监测合金板材塑性变形缺陷的面分析图谱技术并开始工业化应用。
已发表国际学术刊物论文167篇,国际会议论文54篇,出版学术著作4部;应邀在重要国际学术会议上作大会邀请报告或大会报告32次;应邀多次在中国、美国、德国、法国、日本、澳大利亚、意大利、瑞典、智利等国访问讲学;作为大会主席或分会场主席组织国际会议10次;担任包括空中客车公司、罗罗公司、加拿大铝业、萨帕集团、福特等20余家国际知名企业的技术顾问;担任30余种期刊审稿人;已指导28名博士生毕业; 先后主持来自英国自然科学基金委、英国创新基金(TSB)、空中客车、英国宇航等机构的科研项目30余项.篇,被《Nature》《Science》等SCI期刊他引近6000次。研究成果被美国能源部政府工作报告、美国Science Daily、环球科学等媒体多次引用和报道。被邀请在美国加州大学Berkeley和Riverside, 英国女王大学, 澳大利亚CSIRO等科研机构作学术演讲30余次。
报告内容:
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