中科院宁波材料所《Corrosion Science》在原子尺度揭示海洋环境中氯离子诱发铜钝化膜破裂关键机制

本文介绍了中国科学院宁波材料技术与工程研究所在《Corrosion Science》上发表的研究成果，揭示了海洋环境中氯离子诱发铜钝化膜破裂的关键机制。背景方面，铜在工业与海洋工程中广泛应用，其表面在碱性环境中形成的氧化亚铜钝化膜能有效抑制腐蚀，但在富含氯离子的海洋环境中易受破坏。研究目的是明确氯离子在原子尺度上促进氧化亚铜钝化膜破裂的精确过程与主导机制。通过第一性原理热力学计算和分子动力学模拟等方法，研究发现氯离子在氧化亚铜表面发生强化学吸附，显著降低铜原子溶出能垒，并导致表面空位形成速率远超内部扩散速率。结论表明，局部溶解变薄机制是氯离子诱发氧化亚铜保护膜破坏的主导机制，氯离子吸附加速表层铜原子溶解流失，同时抑制表面空位向材料内部扩散，导致钝化膜急剧减薄并最终破裂。