吡啶基刚性聚合物结构作为无金属多相催化剂在水介导合成二氢吡喃并[2,3-c]色烯衍生物中的应用

本文突破性地揭示了高钼（15 wt%）无碳高速钢（FCM）在650–800°C下的氧化机制，通过多尺度表征发现其独特的β-FeMoO4内氧化层（IOL）可原位消耗MoO3并作为选择性扩散屏障，颠覆了高钼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策略。

　　

Highlight

本研究通过多尺度表征技术，首次系统阐明了含15 wt%钼的Fe-Co-Mo（FCM）马氏体时效钢在650–800°C下的氧化行为机制，揭示了β-FeMoO₄内氧化层（IOL）的关键保护作用。

Material preparation

实验采用粉末冶金法制备FCM钢：将高纯度羰基铁粉（<6 μm）、还原钴粉和钼粉通过行星式球磨（硬质合金球，乙醇介质）混合72小时，经真空干燥后冷等静压成型，最后在氩气保护下进行烧结和固溶处理。

Microstructure

氧化前FCM钢的SEM-BSE图像显示存在微量未溶解的富钼μ相，XRD仅检测到α-Fe单相。电子背散射衍射（EBSD）显示其以bcc相为主，平均晶粒尺寸约50 μm，为后续氧化研究提供了基准微观结构。

Discussion

◆ 与传统认知不同，高钼FCM钢表现出抛物线型氧化动力学，其三层氧化结构包括：

1）外层（OOL）：CoFe₂O₄-Fe₂O₃-CoFe₂O₄特殊构型，显著抑制FeO生成

2）关键β-FeMoO₄内层（IOL）：选择性阻隔Co扩散（强于Fe扩散）

3）内部氧化区（IOZ）：分散的Fe₂Mo₃O₈颗粒

Conclusion

本研究颠覆性地证明：

1）高钼FCM钢通过形成连续β-FeMoO₄层实现扩散控制的保护性氧化

2）该层能原位消耗有害MoO₃，其选择性扩散屏障效应决定OOL独特结构

3）为开发新型耐高温高钼合金提供了理论依据