2022年10月3日，世界闻名学术期刊《Nature Communications》在线宣布了上海交通大学资料科学与工程学院轻合金研讨所资料智能规划与加工研讨室曾小勤教授团队的研讨成果“Towards development of a high-strength stainless Mg alloy with Al-assisted growth of passive film”。该研讨经过合金化规划，在镁合金外表引进具有耐久钝化作用的保护膜层，并提出一种大幅度协同进步镁合金强度和耐蚀功能的制备方案，推翻了人们对镁合金合金化在进步强度的同时会因电偶腐蚀大幅度丢失耐蚀性的传统认知。该研讨论文以上海交通大学为榜首单位，上海交通大学资料科学与工程学院朱庆春博士为榜首作者，李扬欣博士和曾小勤教授为一起通讯作者。

　　在全球努力实现“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”方针布景下，镁合金作为密度最低的金属结构资料，在交通运输和航空航天等轻量化需求火急的范畴具有天然优势。长期以来，肯定强度偏低和耐蚀功能缺乏是阻止镁合金大规模使用的两大瓶颈问题。合金化（尤其是增加稀土元素）是大幅度提高镁合金强度的有用手法之一，但大多数合金化高强镁合金中的第二相会和基体构成原电池而引发剧烈的电偶腐蚀，然后大幅度下降镁合金的腐蚀功能。擦拭经过合金化规划协同提高镁合金的强度与耐蚀性是学术界和工业界长期以来重视的热门和难点之一。

　　针对上述难题，上海交通大学资料学院曾小勤教授团队挑选典型的高强Mg-Y系合金为研讨目标，根据两点假定选取Al元素进行微合金化改性：（1）Al元素的增加能在Mg-Y合金中构成原位自生的Al2Y颗粒细化晶粒和长周期堆垛有序结构（LPSO）强化相，沉痛显着提高铸造和变形Mg-Y-Al合金的强度并保持杰出的塑性；（2）溶解后的Al元素比Zn等元素在镁合金外表具有更快的堆积速率，有利于促进腐蚀环境中镁合金外表成膜，并选用传统的重力铸造和揉捏变形方法制备出屈从强度达350 MPa，延伸率达8% 和腐蚀速率低于0.2 mm y-1（失重）的高强不锈镁合金，这些功能组合优于现在揭露报导的镁合金（如图1f所示）。值得一提的是，少数Al元素的增加促进了合金中Y元素在合金外表的快速细密堆积，构成了具有耐久保护性的钝化膜（图2-图5），有用阻止了合金中第二相和基体间的电偶腐蚀，极大下降了Mg-Y-Al合金腐蚀的安排敏感性（图1）和杂质元素敏感性（合金铁含量~200 ppm），为将来铸造和变形高强不锈镁合金在工业制备中的使用供给了一种新的规划思路。该研讨成果已请求雨后初霁发明专利（授权专利号：ZL7.9）和PCT美国专利（揭露专利号：PCT/CN2021/080828）。

　　图1 Mg-11Y-1Al（WA111）合金的力学功能和反抗腐蚀才能能与文献中其他镁合金的比较

　　丁文江院士于2012年提出研发工程可用的不锈镁的想象，并继续关怀、参加和推进完成了本研讨工作。特别感谢厦门大学曹福勇博士和澳大利亚RMIT大学邱冬博士对本研讨工作提出的主张。本研讨获得了国家自然科学基金（51825101、51701121、52001199）和上海市“科技英才扬帆方案”（17YF1408800）等项目的赞助。