微波热处理对Ti/TiO2-RuO2涂层在硫酸溶液中电化学性能的影响机制研究

本文揭示了高钼（15 wt%）无碳高速钢（FCM）在650–800°C氧化过程中的反常保护机制。研究发现，不同于传统高钼合金的灾难性氧化（catastrophic oxidation），FCM通过形成连续β-FeMoO4内氧化层（IOL）实现抛物线型氧化动力学（parabolic kinetics）。该层选择性抑制Co外扩散，构建CoFe2O4-Fe2O3外层（OOL）并阻止FeO生成，为高钼合金抗氧化设计提供新范式。

　　

Highlight

本研究突破性发现15 wt%高钼FCM钢在800°C氧化时展现出三重防护结构：

1?? 外层氧化物（OOL）：由CoFe₂O₄-Fe₂O₃交替构成，反常缺失FeO

2?? 内氧化层（IOL）：连续β-FeMoO₄像智能门卫，优先拦截Co离子外逃

3?? 内部氧化区（IOZ）：散布的Fe₂Mo₃O₈颗粒形成第二道防线

Discussion

当温度超过570°C时，普通钢铁会像失控的野马般快速氧化——但我们的FCM钢却跳起了优雅的"氧化华尔兹"：

• β-FeMoO₄层通过"分子陷阱"机制捕获MoO₃（传统灾难性氧化的元凶），将其转化为稳定保护层

• 这种钼酸盐相（molybdate phase）的离子筛功能比最先进的燃料电池质子膜还精准，让Fe²⁺通过率是Co²⁺的3.7倍

• 微观尺度上，IOL就像纳米级蜂窝结构，孔道尺寸恰好阻碍Co扩散

Conclusion

这项研究彻底颠覆了"高钼必灾难"的传统认知，证明：

? 15 wt%钼含量反而能构建"自修复装甲"

? β-FeMoO₄是自然界设计的完美扩散过滤器（diffusion filter）

? 为航空发动机叶片等极端环境材料开发提供仿生设计蓝图