优化合成的Ag/SiO2纳米复合材料：兼具卓越抗菌与抗氧化性能的多功能纳米材料

本文突破性地研究了高钼（15 wt%）无碳高速钢在650–800°C的氧化机制，揭示了其反常的抛物线型氧化动力学行为。通过多尺度表征发现，独特的β-FeMoO4内氧化层（IOL）能选择性抑制Co扩散，形成CoFe2O4-Fe2O3外氧化层（OOL）结构，颠覆了高Mo合金必然发生灾难性氧化的传统认知，为高温合金设计提供了新思路。

　　

Highlight

本研究首次系统阐释了含15 wt%钼的无碳高速钢在650–800°C的抗氧化机制，其突破性发现在于：

1. 高钼含量未导致预期的灾难性氧化，反而形成保护性氧化层

2. 创新性提出β-FeMoO₄内氧化层的"分子筛"效应

Material preparation

实验采用粉末冶金法制备Fe-25Co-15Mo（FCM）马氏体时效钢，通过72小时行星式球磨混合羰基铁粉、还原钴粉和钼粉（粒径<6μm），经真空干燥、冷等静压（200MPa）和烧结（1250°C/2h）获得均质材料。

Microstructure

氧化前FCM钢呈现典型马氏体结构，含微量未溶解的μ相（Mo-rich）。EBSD分析显示以bcc相为主的等轴晶组织，平均晶粒尺寸15μm，为后续氧化研究提供理想基底。

Discussion

◆ 颠覆性发现：β-FeMoO₄内氧化层（IOL）的"智能"屏障效应：

• 原位消耗有害MoO₃，转化率为83.7%

• 选择性抑制Co²⁺扩散（扩散系数降低2个数量级）

• 阻止FeO稳定化，形成热力学更稳定的Fe₂O₃/CoFe₂O₄外层

Conclusion

1. FCM钢表现出抛物线型氧化动力学，氧化速率常数K_p=3.2×10^-12 g²·cm^-4·s^-1（800°C）

2. 三明治结构氧化层：OOL/IOL/IOZ协同作用

3. β-FeMoO₄的"自救"机制为高Mo合金设计提供新范式