近日，​9428cn太阳集团古天乐黄永江教授团队在铝基非晶合金薄膜的低轨空间环境服役性能探究等方面取得了重要进展。研究成果以《揭示AlNiCe非晶合金薄膜在原子氧暴露环境中的结构稳定性与防护性能》（Unraveling the structural stability and protective performance of AlNiCe amorphous thin films under atomic oxygen exposure）为题发表在腐蚀领域国际顶刊《Corrosion Science》，研究为实现聚合物材料在低轨空间环境内的服役性能强化提供了新的解决方案。

低地球轨道是现代航天活动的核心区域，原子氧作为低轨空间内的主要影响因素之一对聚合物基航天器件的服役性能可靠性构成了严重威胁。与传统热氧化不同，原子氧对材料的侵蚀是多种效应协同作用的结果，既包含强氧化诱导化学反应引起聚合物结构变化又包含物理溅射引起的宏观质量损失。面对未来长期空间活动任务的开展，如何提升聚合物材料的空间服役性能已成为亟需解决的问题。

面对这一应用局限，研究团队通过成分设计与磁控溅射工艺优化在聚合物表面制备了高性能轻质非晶合金薄膜，提升了其整体抗原子氧侵蚀性能。为了准确评估铝基非晶合金薄膜在低轨空间环境内的服役性能，依托哈工大空间环境与物质科学研究院的大科学装置开展了地面原子氧暴露模拟试验。在高通量原子氧作用下，铝基非晶合金薄膜的质量损失与原子氧剥蚀率均明显低于传统防护涂层，呈现优异的结构完整性与抗原子氧侵蚀性能。在原子氧暴露环境中，铝基非晶合金薄膜表面原位生成连续致密的“非晶+纳米晶”双相氧化物钝化层，其中非晶态结构有效抑制了原子氧的深入扩散氧化，而纳米晶的生成则进一步提升了铝基非晶合金薄膜表面动态承载能力。此外，深入分析原子氧作用下铝基非晶合金薄膜的质量演变规律，建立动力学模型揭示了原子氧的“吸附氧化诱导质量增加”与“物理溅射诱导质量损失”之间的动态竞争机制。本研究揭示了原子氧与铝基非晶合金薄膜之间的微观作用机理，实现了聚合物材料的空间服役性能强化，为非晶合金新材料在空间环境的工程化应用提供了实验和理论基础。

哈工大为该论文的唯一通讯单位，​9428cn太阳集团古天乐博士生赵天旭为第一作者，黄永江教授为通讯作者。

本研究得到国家重大科技专项（中国载人航天工程空间应用系统等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2026.113797

图1 铝基非晶合金薄膜的原子氧侵蚀行为：（a）质量损失；（b）侵蚀率；（c）动力学模型

图2 原子氧暴露后铝基非晶合金薄膜表面微观结构分析，插图为表面氧化物层的结构分析

图3 铝基非晶合金薄膜抗原子氧侵蚀的动态平衡机制