据中国科学院官网报道，金属研究所沈阳材料科学国家研究中心研究员马秀良、张波以及博士生魏欣欣等，利用在过钝化电位下的阳极极化处理，在不破坏不锈钢钝化膜的同时实现了对金属表面原子构型的重构，使不锈钢在酸中的活化时间最高延长了两个数量级，大幅度提升了钝化膜的稳定性及不锈钢的耐蚀性能。 研究小组使用像差校正透射电子显微镜，对比在稀硫酸溶液中浸泡前后的FeCr15Ni15单晶合金表面钝化膜的剖面显微图像发现，原子尺度平直的钝化膜/基体界面变得起伏，这说明在界面处发生了基体的非均匀溶解，在实验上证实了还原溶解理论的合理性；研究发现起伏界面都沿着密排的{111}面，说明界面处基体的溶解具有与晶体学取向相关的各向异性，沿[111]方向的溶解速率最慢。 基于这一实验现象，研究利用在过钝化电位下的阳极极化处理，促进金属在界面处的阳极溶解过程，并抑制表面钝化膜的还原溶解过程，实现了在不破坏钝化膜的同时对异质界面原子构型进行重构。研究运用像差校正透射电子显微术、扫描电子显微术及原子力显微术等多尺度微结构分析手段，发现钝化膜/基体界面处发生的非均匀溶解导致金属表面产生大量高低起伏的由{111}面作为外表面的纳米多面体，起伏的基体表面由均匀连续的氧化膜覆盖。腐蚀性能测试表明，过钝化处理的单晶合金和商用304不锈钢在酸中的活化时间最高延长了两个数量级，在盐水溶液中的点蚀击破电位显著提高。 通常认为，过钝化处理是一种腐蚀破坏过程。然而，上述研究结果表明特定过钝化电位下的阳极极化处理会产生类似“优胜劣汰”的作用，在钝化膜/基体界面处留下大量的{111}面，将商用合金中的随机活性晶界修饰为由{111}面构成的惰性晶界，从而显著提高材料的耐腐蚀性能。 该研究实现了原子尺度的界面重构，提高了钝化膜的稳定性及材料宏观耐腐蚀性能，建立了界面原子构型与钝化膜稳定性的关联，为进一步提高不锈钢的耐蚀性提供了新的思路和方法，并在原子尺度上对过钝化机制给予了新的认识和理解。相关研究成果以Enhanced corrosion resistance by engineering crystallography on metals为题，在线发表在Nature Communications上。