高熵合金是一类打破传统合金设计思路的新型金属材料，由五种及以上主元素构成，各组元原子占比通常在5%～35%。依靠多种元素混合带来的高组态熵，高熵合金可兼具多种优异性能，比如出色的低温韧性、良好高温强度、耐磨、耐腐蚀以及抗辐照潜力。目前多用于航空航天、化工防腐、低温装备等前沿领域的研究。本期岛津用户成果来自北京科技大学，粉末冶金与先进陶瓷研究所，葛昌纯院士团队，分享主要介绍研究团队利用增材制造技术合成的Mo-AlCrFeNiCu高熵合金复合涂层的性能研究，岛津公司参与该项研究工作，相关合作成果发表于材料领域国际知名SCI期刊《Journal of Alloys and Compounds》上。
成果简介：高速激光熔覆法制备Mo-AlCrFeNiCu高熵合金复合涂层的微观结构、力学性能、耐腐蚀性及高温氧化行为
采用高速激光熔覆技术（HSLC）在锆（Zr）棒表面制备了含Mo中间层的Mo-AlCrFeNiCu高熵合金（HEA）复合涂层。涂层表面的钝化膜是其耐腐蚀性的关键，采用XPS测试了Mo-AlCrFeNiCu HEA复合涂层在电化学腐蚀后的表面，并通过结合能数据库确定了各元素的状态。图1a展示了涂层的全谱图，其中碳元素的结合能为284.6 eV，与标准结合能（284.8 eV）的误差较小，表明测试结果具有较高的准确性。同时，铝、铬、铁、镍和铜元素均表现出对应的峰位，说明钝化膜中含有各元素不同价态的氧化物。HEA涂层的腐蚀行为主要由电子转移完成。各元素拟合后的谱图如图1b-f所示。它们的价电子能级分别对应Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Ni²⁺和Cu²⁺形式的峰。其中最强信号为Al³⁺和Cr³⁺，表明已形成稳定的氧化物膜（钝化膜）。由于Al₂O₃和Cr₂O₃可直接在涂层中生成，从而提高了其耐腐蚀性；而Fe的氧化态表现为Fe²⁺与Fe³⁺共存，存在金属态，并伴有明显的卫星峰，表明在腐蚀过程中活性较高。在Ni和Cu的谱图中，仅发生部分氧化，峰值较低，但金属态仍存在，这可能是由于添加Mo中间层在一定程度上抑制了其氧化过程所致。研究表明，含Mo的物质可在腐蚀环境中稳定并致密化钝化膜，且可能与Al₂O₃/Cr₂O₃协同作用。因此，Mo中间层的存在对AlCrFeNiCu HEA涂层的耐腐蚀性具有一定的积极作用。
图1. Mo-AlCrFeNiCu高熵合金复合涂层在0.1 mol/L KOH溶液中电化学腐蚀后的XPS能谱
仪器简介
全新一代Kratos AXIS SUPRA+ 是基于卓越的研发与制造，兼备高分辨采谱和快速平行成像功能的多技术型 X 射线光电子能谱。
卓越的便捷性：集样品全自动传输、全自动分析、智能数据采集处理于一体，体现了卓越的便捷性。
优异的性能：拥有多种 X 射线源、大半径双层能量分析器，杰出的荷电中和技术，使其获得了优异的性能。
丰富的扩展性：高能Ag Lα单色X射线源可有效区分光电子峰和俄歇峰并增加探测深度；搭配适应1000°C高温、3 MPa高压及模拟反应气氛的准原位催化反应池；适合不同波长和功率激光及模拟太阳光实时照射样品表面，在样品分析室进行原位光催化反应的光纤系统。
参考文献：ZhiPei Chen, XiaoNa Ren*, Peng Wang, WenChang Wang, Yao Wang, ChangChun Ge. Journal of Alloys and Compounds., 1041, 2025, 183594.
