东华大学人工智能院胡俊教授团队在中熵陶瓷的电化学性能领域取得新进展

 近日，东华大学人工智能研究院胡俊教授团队在中熵陶瓷的电化学性能研究上取得了进展，相关研究成果以“Nanostructures and electrochemical performances of Cr_0.4Al_0.4N_0.2 medium–entropy and Cr_0.9N_0.1low–entropyceramiccoatings byDFT calculation (https://doi.org/10.1016/j.corsci.2022.110375)”发表在Corrosion Science（中科院分区1区，TOP期刊，IF 7.205）期刊上。论文的第一作者为东华大学机械工程学院硕士生孔维程，通讯作者为胡俊教授。

 在这项工作中，通过EIS和DFT计算建立了Cr_0.4Al_0.4N_0.2中熵陶瓷和Cr_0.9N_0.1低熵陶瓷的电化学腐蚀模型，具有重要的工程应用价值和科学研究意义。根据混合熵的计算公式，本文制备了Cr_0.4Al_0.4N_0.2中熵陶瓷和Cr_0.9N_0.1低熵陶瓷，通过透射电镜确定其微纳结构，并利用密度泛函理论获得了下列相关的物理参数（见下图）。根据Cr_0.4Al_0.4N_0.2中熵陶瓷和Cr_0.9N_0.1低熵陶瓷的电化学阻抗谱特性和DFT计算，建立了电化学腐蚀模型。

 本文研究表明，Cl离子是导致涂层腐蚀的关键因素之一。Cr_0.4Al_0.4N_0.2中熵陶瓷具有高极化电阻Rp，减少了Cl离子的扩散通道，提高了其耐腐蚀性。在电化学过程中，Cr_0.4Al_0.4N_0.2中熵陶瓷非晶结构的带隙能达到0.11eV，防止了Cl离子腐蚀的发生。同时，Cr_0.4Al_0.4N_0.2中熵陶瓷的界面富集了Cl离子，又进一步阻止了Cl离子扩散通道的形成，使电荷转移的难度急剧增加，成为Cr_0.4Al_0.4N_0.2中熵陶瓷电荷转移电阻增加的主要因素。