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Inhomogeneous dealloying kinetics along grain boundaries during liquid metal dealloying

Journal of Materials Science & Technology 2022年第11期106卷 41-48页

作者： S.-H.Joo Y.B.Jeong T.Wada I.V.Okulov H.Kato Department of Materials Science and Engineering Dankook University119 Dandae-roCheonan 31116Korea Institute for Materials Research Tohoku UniversityKatahira 2-1-1Sendai 980-8577Japan Institute of Natural Sciences and Mathematics Ural Federal University620000 EkaterinburgRussia Faculty of Production Engineering University of BremenBadgasteiner Str.128359 BremenGermany Leibniz Institute for Materials Engineering-IWT Badgasteiner Str.328359 BremenGermany

In this study, the inhomogeneous dealloying phenomenon during the liquid metal dealloying(LMD) was investigated using FeNi+Mg and(FeCo)Ni+Mg systems. For the FeNi+Mg system, the inhomogeneous dealloying and wetting of Mg melt occurred along triple junction(TJ) and grain boundary(GB).Temperature increase enhances the inhomogeneous dealloying kinetics and leads to the formation of the plate-shaped abnormal ligaments at the GB region. The energy banlance between a GB energy(γGB)and solid-liquid interface energies(γsl) is the key factor governing the inhomogeneous dealloying and wetting. Particularly, the low-energy twin boundaries were unaffected by the inhomogeneous dealloying.Therefore, precursor microstructure is an important factor determining the final morphology of dealloyed material as well as its physical properties. In the case of the(FeCo)Niprecursor, all TJ and GB were stable against the preferred penetration of Mg melt from 600 ℃ to 800 ℃. It was concluded that a minor addition of alloying elements(VorCr) changes GB characteristics as well as γslof the precursor alloy.Consequently, this significantly influences dealloying mechanisms and final morphology of the dealloyed material. The current findings demonstrate the importance of GB engineering in the precursor materials for the technological application of liquid metal dealloying for the synthesis of advanced structural and functional materials.

关键词： Liquid metal dealloying Inhomogeneous dealloying dealloying mechanism Abnormal ligament Porous material

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通过气相合金化-脱合金化实现对纳米多孔金属宏观/微观结构的耦合调控

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Science China Materials 2021年第6期64卷 1521-1533页

作者：石玉君张颖秦敬玉张忠华 Key Laboratory for Liquid-Solid Structural Evolution and Processing of Materials(Ministry of Education) School of Materials Science and EngineeringShandong UniversityJinan 250061China

具有双连续韧带-孔隙结构的纳米多孔金属在催化、电催化、驱动、能源储存和转化领域起着越来越重要的作用.然而,纳米多孔金属的本征脆性一直是制约其实际应用的“阿喀琉斯之踵”.针对这个问题,本文利用不同金属的蒸气压差,提出了一种具... 详细信息

具有双连续韧带-孔隙结构的纳米多孔金属在催化、电催化、驱动、能源储存和转化领域起着越来越重要的作用.然而,纳米多孔金属的本征脆性一直是制约其实际应用的“阿喀琉斯之踵”.针对这个问题,本文利用不同金属的蒸气压差,提出了一种具有普适性的气相合金化(VPA)-脱合金策略来制备同种金属基底支撑的纳米多孔层.通过调节VPA的时间和温度,结合不同的脱合金方式,可以实现对纳米多孔层宏观厚度和微观结构的调控.此外,具有不同宏观尺寸和形状的金属,如Ag,Au,Cu,Co和Ni,均可以通过此策略制备成纳米多孔结构.更重要的是,由于基底对纳米多孔层的支撑作用,其拉伸塑性得到了大幅度的提高;获得的纳米多孔金属应用于析氢反应时也表现出良好的催化性能.本文研究结果表明气相合金化-脱合金策略在实际应用中具有极大的潜力.

关键词： nanoporous metals vapor phase alloying-dealloying macro and micro regulation of nanostructure dealloying mechanism mechanical properties

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