Mg-Ag共晶前驱体合金微观结构特征对去合金化过程中韧带形成的调控机制及其对分级多孔银功能性能的影响

《Journal of Alloys and Compounds》：The influence mechanism of the microstructural characteristics of the Mg-Ag eutectic precursor alloy on the ligament formation during the dealloying process.

本研究系统探讨了通过调控氢分压实现Mg-Ag共晶前驱体从层片状到棒状形态的转变，并成功制备出具有多级孔隙（大孔376±86 μm、亚微米孔220±50 nm、连续韧带/通道网络45±15 nm）的分级多孔银。研究揭示了前驱体晶粒取向与韧带形态（Ag(111)连续韧带与Ag(200)颗粒状韧带）的构效关系，结合Erlebacher模型阐明了取向依赖性表面扩散对韧带粗化动力学的调控机制，为设计可调控微观结构的功能化多孔金属提供了理论依据。

　　

亮点 (Highlight)

本研究通过氢分压调控实现了Mg-Ag共晶前驱体从层片状到棒状结构的可控转变，制备的分级多孔银具备三级孔隙结构：大孔（376±86 μm）、亚微米孔（220±50 nm）和纳米级韧带/通道网络（45±15 nm）。晶体学分析表明，棒状区域韧带主要对应Ag(200)晶面，而层片状区域以Ag(111)为主。Ag(111)表面较低的溶解速率主导早期去合金化动力学，而取向依赖性表面扩散导致韧带粗化的空间异质性。

结论 (Conclusions)

本研究明确了前驱体晶粒取向与去合金化微观结构的关联性，主要结论如下：

1. 1.
   氢分压显著调控Mg-Ag共晶定向凝固结构演化，0.1 MPa时形成层片/棒状混合组织，0.6 MPa时转为均匀棒状结构。
2. 2.
   去合金化后，层片区域形成连续韧带（36.1 nm），棒状区域生成颗粒状韧带（31.6 nm）；氢压升至0.6 MPa时韧带粗化至67.22 nm且界面更清晰。
3. 3.
   TEM/FFT分析证实韧带取向差异：棒状区域主导Ag(200)//表面法向，层片区域主导Ag(111)//表面法向。
4. 4.
   {111}晶面家族表面的韧带表观形成速率更高（1.4×10^-44 cm²/s），Erlebacher框架下Ag(111)的低溶解速率调控早期动力学，而表面扩散各向异性驱动韧带空间分选。