近日，中科院海洋大科学中心黄彦良研究团队对金属表面强化常见的粉末扩渗技术进行了改良，提出了可重复利用的粉末扩渗剂，极大提升了粉末扩渗技术的安全、便捷、绿色环保和资源节约。相关研究成果在国际学术期刊Journal of Cleaner Production发表。 

　　镁合金是一种最轻的金属结构材料，其应用能明显降低结构件重量及交通工具能源消耗。但镁合金耐蚀性差，为促进镁合金在强腐蚀海洋环境中的应用，需对其进行表面强化。 

　　粉末扩渗是一种常见的金属表面强化方法，通常采用金属粉末作为渗剂，使金属粉末中的金属元素扩散渗透进入金属基体表面，从而形成耐蚀金属涂层。传统粉末扩渗过程需将待渗件和金属粉末置于密闭装置、惰性气氛或真空气氛中，在一定温度下保温一段时间继而形成金属涂层。但该方法有其局限性：密闭状态下如若扩渗体系中有气体生成，可能会使密闭容器炸裂；真空和惰性气氛提升了对热处理设备的要求，增加了能源和资源消耗；大规模生产时采用纯金属粉末作为渗剂，如操作不规范且通风不良，金属粉末在密闭空间内弥散，可能引发燃爆。 

　　海洋所黄彦良课题组针对粉末扩渗表面处理技术持续性开展研究，成功去除了粉末扩渗对于密闭、真空或惰性气氛的要求，提出采用氯化物作为催渗剂，即可在大气气氛下开展表面强化。继而，团队又首次提出不采用纯金属粉末作为镁合金表面渗剂，仅采用氧化物作为扩渗金属元素的来源，极大提升了粉末扩渗的安全性。氧化物中的金属离子已经处于氧化态和稳定态，与遇火即燃的铝粉和锌粉等金属粉末区别巨大，运输及保存便利，且价格更为低廉。 

　　近期，团队研究提出了可重复利用的粉末扩渗剂。该粉末扩渗剂以安全环保的碱式氯化物为基，其可利用时长相较传统粉末扩渗剂明显提升。传统粉末扩渗剂由于含有金属粉末，而金属粉末极易氧化，仅仅一个扩渗周期后即须弃置。而本研究提出的粉末扩渗剂可在多个扩渗周期中反复使用，无需中途弃置，显著减少了固体废弃物，促进了绿色环保和资源节约。 

　　可重复利用渗剂与传统渗剂应用方式的区别

　　海洋所路东柱助理研究员为文章第一作者和通讯作者。研究得到了侯保荣研究员、黄彦良研究员等的指导，和山东省重点研发计划、青岛市科技计划、南通市科技计划等项目的资助。 

　　相关文章及链接：

　　Dongzhu Lu, Quantong Jiang, Xiumin Ma, Liang Fan, Yanliang Huang, Baorong Hou, Zinc chloride hydroxide - A recyclable diffusion source for fabrication of zinc rich coatings on magnesium alloys, Journal of Cleaner Production. 344 (2022) 131066. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131066.

　　Dongzhu Lu, Quantong Jiang, Xiumin Ma, Kuikui Wang, Xiaole Fu, Yanliang Huang, Baorong Hou, Characterization of Zn in a polycrystalline MgO film, Materials Characterization. 173 (2021) 110955. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2021.110955.

　　Dongzhu Lu, Xiumin Ma, Yanliang Huang, Fubin Ma, Jizhou Duan, Baorong Hou, Surface Alloying of a Magnesium Alloy with Zinc Oxide by Taking Advantage of the Permeability of the Magnesium Oxide Film, The Journal of Physical Chemistry C. 123 (2019) 24461–24468. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b03839.

　　Dongzhu Lu, Yanliang Huang, Quantong Jiang, Meng Zheng, Jizhou Duan, Baorong Hou, An approach to fabricating protective coatings on a magnesium alloy utilising alumina, Surface and Coatings Technology. 367 (2019) 336–340. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.04.016.