不銹鋼門的表面因形成致密的氧化鉻薄膜而具有高抗腐蝕能力。然而,局部點(diǎn)狀腐蝕卻難以避免。點(diǎn)蝕破壞具有極大的隱蔽性和突發(fā)性,特別是在石油、化工、核電等領(lǐng)域,點(diǎn)蝕容易造成管壁穿孔,使大量油、氣泄漏,甚至造成火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難。利用高分辨率透射電子顯微技術(shù),發(fā)現(xiàn)不銹鋼中存在的氧化物納米八面體似微小“腫瘤”,是產(chǎn)生點(diǎn)蝕的原因。
自上世紀(jì)三十年代至今,人類對(duì)不銹鋼點(diǎn)蝕形核機(jī)制的探索從未間斷。但點(diǎn)蝕的最初位置始終被認(rèn)為“隨機(jī)而不可預(yù)測”。馬秀良等科學(xué)家的研究表明,在一定的介質(zhì)條件下硫化錳的局域溶解正是起源于它與“腫瘤”之間的界面處,并由此逐步向材料體內(nèi)擴(kuò)展。研究還表明,氧化物納米八面體使得硫化錳的局域溶解存在速度上的差異。在此基礎(chǔ)上,該研究小組與英國貝爾法斯特女王大學(xué)的胡培君教授合作,確定出具有強(qiáng)的活性、易使其周圍硫化錳快速溶解的氧化物納米八面體具有以金屬離子作為其外表面的特征,類似于“惡性腫瘤”;相反,較低活性的納米八面體則以氧離子作為其外表面,類似于“良性腫瘤”。
這一發(fā)現(xiàn)為揭示不銹鋼點(diǎn)蝕初期硫化錳溶解的起始位置提供了直接的證據(jù),使人們對(duì)不銹鋼點(diǎn)蝕機(jī)理的認(rèn)識(shí)從先前的微米尺度提升至原子尺度。