IC21镍基单晶合金电解加工电化学溶解行为

Electrochemical dissolution behavior of IC21 nickel-based single crystal alloy under electrochemical machining conditions

摘要

IC21合金作为一种新型Ni₃Al基单晶高温合金，因其具有高熔点、优异的高温性能和抗蠕变能力，已成为新一代航空发动机涡轮导向叶片的理想材料。然而，涡轮导向叶片通常具有深小孔和深窄槽等复杂结构，传统加工方法难以满足高效加工要求。电解加工因其无工具磨损、高材料去除率以及不产生切削应力和热效应等优势，成为加工此类复杂结构的主要选择。本工作研究了IC21镍基单晶合金在NaCl和NaNO₃电解液中的电解加工电化学溶解行为。通过线性扫描伏安极化曲线测量，分析了IC21合金在不同电解液中的电化学反应特性。此外，通过电流效率测量、表面微观形貌分析，探讨了不同电解液和电流密度条件下合金的溶解特性和选择性溶解现象。研究表明：IC21合金在NaCl和NaNO₃电解液中均表现出典型的钝化-超钝化转变现象，其中NaNO₃电解液中形成的氧化层表现出更高的稳定性。电流效率测量表明，IC21合金在NaCl电解液中的溶解效率较为稳定，而在NaNO₃电解液中，溶解效率随着电流密度的增加逐渐下降，表现出与传统理论不同的特性。通过溶解表面形貌分析，进一步揭示了IC21合金在电解加工过程中存在选择性溶解现象，并探讨了其微观机制。基于这些实验结果，建立了不同电解液和电流密度条件下的电化学溶解行为模型，为IC21合金电解加工工艺的优化提供了理论依据。

Abstract

IC21 alloy， as a new Ni₃Al-based single crystal superalloy， has become an ideal material for manufacturing a new generation of aero-engine turbine guide vanes due to its high melting point， excellent high-temperature performance， and creep resistance performance. However， turbine guide vanes have complex structures， such as deep holes and deep and narrow slots， which are difficult to be processed efficiently by traditional machining techniques. Electrochemical machining has become the main method for processing such complex structures due to its advantages， such as no tool loss， high material removal rate， and no cutting stress and thermal effect. This paper focuses on the electrochemical dissolution behavior of IC21 nickel-based single crystal alloy in NaCl and NaNO₃ electrolytes. The electrochemical reaction characteristics of IC21 alloy in different electrolytes are analysed by linear scanning voltammetric polarisation curve measurements. In addition， the dissolution characteristics and selective dissolution phenomena of the alloy under different electrolytes and current densities are investigated by current efficiency measurements and surface micro-morphology analysis. It is shown that IC21 alloy exhibits typical passivation-super-passivation transition phenomena in both NaCl and NaNO₃ electrolytes， in which the oxide layer formed in NaNO₃ electrolyte exhibits higher stability. Current efficiency measurements show that the dissolution efficiency of IC21 alloy is more stable in NaCl electrolyte， and the dissolution efficiency in NaNO₃ electrolyte gradually decreases with the increase of the current density， which exhibits different characteristics from the traditional theory. The dissolution surface morphology analysis further reveals the existence of the selective dissolution phenomenon of IC21 alloy under ECM conditions， and its microscopic mechanism is discussed. Based on the above experimental results， a theoretical model of electrochemical dissolution of IC21 alloy under different electrolyte and current density conditions is established， which provides a theoretical basis for the development and application of ECM processes for IC21 alloy.

Graphical abstract

关键词

电解加工 / 镍基单晶合金 / 电化学溶解机理 / 选择性溶解行为

Key words

electrochemical machining / nickel-based single crystal superalloy / electrochemical dissolution mechanism / selective dissolution behavior

镍基单晶高温合金因其优异的高温性能，被广泛用于制造航空涡轮发动机以及地面燃机涡轮叶片、导向叶片等^［1］。其中，IC21合金作为一种新型 Ni₃Al 基单晶高温合金，具有熔点高、优异的耐高温性能和抗蠕变性能以及比强度大等特点，成为制造新一代航空发动机涡轮导向叶片的理想材料^［2］。然而，镍基单晶高温合金属于典型的难加工材料，而涡轮叶片又通常具有深小孔和深窄槽等极端尺寸结构，给传统加工技术带来严峻挑战。

电解加工（electrochemical machining，ECM）是一种基于电化学阳极溶解原理来实现材料去除的特种加工技术^［3］。电解加工具有无工具损耗、材料去除率高、不产生切削应力和热效应、可获得高表面质量等优势，已成为加工航空发动机涡轮叶片冷却孔等大深径比结构的主要方法^［4-5］。由于电解加工过程中材料的去除主要依赖于阳极的电化学溶解行为，电解加工的加工精度和加工效率在很大程度上也取决于工件材料在电解加工条件下的电化学溶解行为^［3］。因此，探究IC21合金的电解加工电化学溶解行为对优化和开发其电解加工工艺至关重要。

目前，多晶镍基高温合金电解加工工艺已较为成熟，对其溶解行为的研究也有所涉及。Xu等^［6］发现GH4169合金在NaCl电解液中的开路电位值低于在NaNO₃电解液中的开路电位值，表明在NaCl电解液中更容易进行电解加工。Lin等^［7］则探讨了经过双时效（double aging，DA）热处理的激光立体成形（laser solid formed，LSF）Inconel 718合金的电化学溶解行为特点。与沉积态相比，经过DA处理的LSF Inconel 718表现出更多的相变，并且在水平面和垂直面之间呈现出电化学各向异性。Guo等^［8］研究了氯化物对激光增材制造镍基高温合金718在电化学加工过程中形成的次级钝化膜（secondary passive film，SPF）的影响。以上研究表明材料的微观组织结构，包括相的分布、晶体取向和微观结构的各向异性等，在特定条件下对其电化学溶解行为具有决定性作用。多晶高温合金和单晶高温合金在晶体结构、成分均匀性以及材料行为等方面存在显著差异，导致它们在电解加工过程中的电化学行为有所不同。因此，关于多晶高温合金的研究成果难以直接为单晶合金电解加工工艺的开发提供理论依据。

当前关于单晶镍基高温合金电化学溶解行为研究主要面向常规腐蚀条件下的低电流密度溶解行为。由于电解加工主要在高电流密度下进行，这些研究仅能为单晶镍基高温合金在电解加工条件下的溶解行为提供有限的线索。Liu等^［9］探讨了不同晶体取向对DD5镍基单晶合金电化学腐蚀行为的影响，研究表明，在表面能较高的（011）晶面上，钝化膜的生长更快、更致密，且钝化膜中Cr₂O₃的存在与MoO₃的富集可以提高（011）晶面的耐腐蚀性。Lei等^［10］研究发现DD6在钝化状态下呈现出有序-无序结合的腐蚀形貌。结果显示，合金元素在γ相和γ′相中的逸出能力不同，导致了腐蚀形貌的差异。关于单晶镍基高温合金在电解加工条件下的溶解行为研究相对较少。Geng等^［11］研究了镍基单晶高温合金及其重铸层在NaNO₃电解液中的形貌演变和阳极电化学行为。研究表明，在电化学溶解过程中，基体表面的钝化膜首先会部分破坏，暴露出基体表面，然后γ相优先发生电化学溶解，留下块状γ′相。Lu等^［12］探讨了温度对DD6镍基单晶合金在生长表面和垂直表面上电化学特性的影响，结果表明，温度显著影响材料的钝化和溶解过程，尤其在低温下钝化效果减弱，导致自腐蚀电位差异减小，从而使腐蚀变化减小。关于IC21单晶合金在电解加工条件下电化学溶解行为的研究鲜见报道，这在一定程度上阻碍了其电解加工工艺的开发和优化。

本工作围绕IC21镍基单晶合金电解加工电化学溶解行为开展研究。首先，通过测量IC21合金在NaCl和NaNO₃电解液中的线性扫描伏安曲线和电流效率曲线，分析其极化行为和溶解效率特性。其次，基于不同电流密度下的溶解表面形貌，结合IC21合金的显微组织特征，探讨了其特殊溶解行为的微观机理。最终，建立了IC21合金在电解加工中的电化学溶解理论模型。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

实验所用材料为Ni₃Al基IC21单晶合金，其名义化学成分见表1。该单晶合金试棒通过选晶法在真空定向凝固炉中制备而成。试样从 IC21 单晶合金试棒上截取，试样观察面的法线方向为［001］晶向。

1.2 实验方法

通过线切割将试样加工为20 mm×5 mm×1 mm的长方形试样。随后，依次使用600^#，800^#，1000^#，1200^#，1500^# 碳化硅砂纸进行机械打磨，并采用1.5 μm金刚石抛光剂进行抛光。最终，将试样置于超声波清洗器中清洗，使用压缩空气吹干，以确保试样表面洁净并达到镜面效果。采用组成为2 g CuSO₄+20 mL HCl+20 mL H₂O的金相腐蚀剂对试样进行约10 s的腐蚀处理，以制备金相试样。随后，利用DM2000X型金相显微镜和Sigma300型场发射扫描电子显微镜观测IC21合金的显微组织。

实验中所用的电化学测量装置如图1所示。电解池使用此前开发的三电极微流道电解池^［13］，该电解池能够与商用电化学工作站联用，构建近电解加工的电化学环境，并适应多数电化学实验技术。可进行电解加工电化学溶解行为的高通量测量，即在短时间内进行大量材料样品的测量与制备实验。使用P4000型电化学工作站，对IC21合金在20% NaCl（质量分数，下同）和20% NaNO₃两种典型电解液中的线性扫描伏安曲线进行了测量。实验采用三电极体系，工作电极为IC21合金试样，辅助电极为CHI115型商用铂丝电极，参比电极为CHI111型Ag/AgCl电极。两种电解液均由去离子水和分析级NaCl，NaNO₃配制而成。线性扫描伏安测量在0~10 V的电位范围内，以0.5 V/s的电位扫描速率进行。在极化测量之前，首先对试样施加30 mA/cm²的阴极电流5 s，以去除试样表面的初始氧化物^［4］。

基于与极化测量相同的实验装置，对IC21合金在20% NaCl和20% NaNO₃电解液中不同电流密度下的电流效率曲线进行了测量，实验条件如表2所示。实验中，采用电流控制方法，施加的电流密度范围为2.5~50 A/cm²，同时在所有实验中保持电荷量恒定为1.95 C，可实现较为均匀的材料去除深度^［14］，以确保电流密度的均匀分布，从而提高体积测量精度。电流效率η为工作电极的实际去除量V_exp与理论去除量V_theo之比，由式（1）计算。其中，实际去除量由LEXT OLS4100型激光共聚焦显微镜对实验位置形成的小坑体积进行测量^［15］，理论去除量则根据法拉第定律式（2）计算。工件裸露面积为7.8×10^-3 cm²，材料去除深度约为100 μm。IC21合金的体积电化学当量{\omega }_{\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{l}}由式（3）结合表1所示的名义化学成分计算得出，可得{\omega }_{\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{l}}=2.9279×10^-5 cm³/（A·s）。

\eta =\frac{V_{\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}}}{V_{\mathrm{t}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{o}}}（1）

V_{\mathrm{t}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{o}}={\omega }_{\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{l}}It（2）

{\omega }_{\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{l}}=\frac{\mathrm{1}}{\rho F\frac{n_i{a}_i}{A_i}}（3）

式中：I为电流强度，A；t为电流通过的时间，S；\rho为金属的密度；F为法拉第常数；A_i，n_i和a_i分别为IC21 合金中各合金元素（Ni，W，Ta，Al，Cr，Re，Mo）的相对原子质量、原子价与含量。

溶解表面形貌是研究阳极溶解界面结构的重要依据。本工作使用与极化曲线及电流效率曲线测量相同的实验装置，采用电流控制方法，分别施加与电流效率曲线测量相同的电流密度，同时保持所有实验的电荷量恒定为7.8 C，制备了在20% NaCl和20% NaNO₃两种电解液中不同电流密度下的溶解表面形貌，通过扫描电子显微镜进行观察和分析，以研究电流密度对溶解行为的影响规律。

2 结果与分析

2.1 IC21合金显微组织

图2为IC21合金的显微组织图。其中，图2（a）为金相显微镜下观察到的显微组织图像，图2（b）为扫描电子显微镜下观察的显微组织图像。观察可见，IC21合金的铸态组织呈现典型的树枝晶状结构，其显微组织由黑色的γ'相和灰白色的网状γ相组成。此外，在枝晶间区域可见白色块状的粗大γ'相析出物^［16］。

2.2 极化曲线

极化曲线测量是研究电解加工材料钝化和超钝化行为的重要手段。本工作对IC21合金在20% NaCl和20% NaNO₃电解液中的线性扫描伏安曲线进行了测量，如图3所示。IC21合金在两种电解液中的极化曲线均表现出相似的变化趋势。随着电极电位的增加，电流密度先维持在0 A/cm²左右，当达到特定电极电位即超钝化电位E_transpass后，电流密度迅速增加。尽管瞬态测试中双电层效应可能影响电流密度变化，但本工作采用的是稳态极化曲线测试，稳态条件下的电流密度变化主要与电极表面反应行为相关。极化曲线中的电流密度先保持在低值，随后在达到特定电位后迅速增加，这一现象表明随着电极电位的增加，IC21合金在两种电解液中的极化行为均经历了典型的钝化到超钝化的转变^［17-18］。对该转变的电极电位区间进行观察可以发现，在NaCl电解液中，E_transpass约为0.7 V，而在NaNO₃电解液中，E_transpass则相对较高，约为1.2 V，根据极化曲线结果，IC21合金在NaNO₃电解液中的超钝化电位较高，表明氧化膜在该电解液中具有更高的稳定性。但由于极化曲线的局限性，氧化层的溶解难易程度仍需进一步测试验证。此外，在超钝化溶解状态下的电极电位范围内，两种电解液中的电流密度均随着电极电位呈线性增加，表明此范围内的工作电极极化主要由电解液与工作电极表面过饱和层的电阻率所决定。尽管极化曲线斜率受电解液电导率和工件-电解液界面特性影响，但主要还是由电解液电阻所决定^［19］。由于在相同浓度下NaCl电解液的电导率略高于NaNO₃电解液，其极化曲线斜率也相对更大。

2.3 电流效率曲线

电流效率特性能够反映特定材料-电解液体系在电解加工效率和加工精度方面的重要信息，是研究电解加工溶解行为的重要工具。本工作测量了IC21合金在20% NaCl和20% NaNO₃电解液中的电流效率曲线，如图4所示。在NaCl电解液中，电流效率稳定在约80%，且随电流密度变化不显著。在NaNO₃电解液中，IC21合金的电流效率曲线则呈现出与传统理论显著不同的行为。根据传统理论，镍及其合金在NaNO₃电解液中的电流效率应随电流密度增加而上升，并在达到约70%后保持恒定^［20］。然而，IC21合金在低电流密度（2.5~25 A/cm²）下的电流效率超过了100%，而在高电流密度（>25 A/cm²）时则低于100%。随着电流密度的进一步增加，电流效率维持在约90%左右。基于上述结果，可以推测这两种电解液对IC21合金电解加工的特性。与NaNO₃电解液相比，NaCl电解液可有效降低杂散腐蚀并提高加工精度，但加工效率相对较低。

2.4 溶解表面形貌

为揭示IC21合金特殊溶解行为的微观机理，本工作对IC21合金在NaCl电解液和NaNO₃电解液中不同电流密度下的溶解表面形貌进行了观察，如图5和图6所示，其中，观测点位的选择不会影响分析结果。对于NaCl电解液，如图5所示，在低电流密度下，IC21合金的枝晶和相两种亚结构均表现出明显的选择性溶解现象，这种现象会随着电流密度的增加逐渐减弱。当电流密度低于20 A/cm²时，溶解表面上能够清晰观察到显著的枝晶形貌，枝晶间的溶解速度快于枝晶干，导致材料去除量较多。随着电流密度的增加，枝晶干与枝晶间的溶解速度差异逐渐减小，溶解表面趋于平整。当电流密度达到30 A/cm²时，枝晶干与枝晶间的溶解速度几乎相同，溶解表面已无因选择性溶解引起的枝晶形貌。此外，在低电流密度下，γ相与γ'相之间也存在明显的选择性溶解现象，其中γ'相的溶解速度快于γ相。随着电流密度的增加，γ相与γ'相的溶解速度差异逐渐减小。

对于NaNO₃电解液，如图6所示，IC21合金同样表现出明显的选择性溶解现象，但与在NaCl电解液中的情况有所不同。无论是枝晶干与枝晶间的溶解行为，还是γ相与γ'相的溶解行为，都呈现出相反的趋势。在电流密度低于10 A/cm²时，溶解表面上出现了明显的枝晶形貌，但此时枝晶干的溶解速度快于枝晶间，导致材料去除更多。随着电流密度的增加，这种差异逐渐缩小，溶解表面变得更加平整。当电流密度达到30 A/cm²时，枝晶干与枝晶间的溶解速度基本相同，选择性溶解引起的枝晶形貌消失。在低电流密度下，γ相的溶解速度快于γ'相，导致溶解表面上仅残留γ'相。随着电流密度的增加，γ相与γ'相的溶解速度差异减小，γ'相的机械性脱落现象减少，导致电流效率逐渐降低。当电流密度达到30 A/cm²时，尽管表面上仍存在γ相与γ'相的选择性溶解，但两者的溶解速度差异已不显著，γ'相被γ相基体包裹，机械性脱落现象明显减少，电流效率降至100%以下。相比之下，在NaCl电解液中，由于γ相呈现出连续网格状分布，γ'相的优先溶解不会引起γ相的机械性脱落，γ相与γ'相的溶解完全依赖于电化学溶解。因此，电流效率始终低于100%，且不随选择性溶解现象的消除而发生显著变化。当电流密度超过30 A/cm²时，两种电解液中均会出现白色的析出物。

这种电流密度增加导致选择性溶解减弱的现象，通过过饱和层理论能够很好地解释^［3，10］。该理论认为，在低电流密度下，阳极表面的溶解速度较慢，生成的金属离子可以及时被电解液带走，电极反应主要受电化学步骤控制，因此枝晶干与枝晶间、γ相与γ'相的溶解速度由它们的电化学性能决定，表现为选择性溶解。而随着电流密度的增加，阳极溶解速度加快，金属离子的生成速度超过了电解液的带走速度，导致它们堆积在阳极表面形成过饱和层。此时，电极反应逐渐转变为受传质步骤控制，各亚结构的溶解速度趋于相同，最终导致均匀溶解，从而在溶解表面形成平整的结构。

2.5 溶解理论模型

基于上述实验结果，可以建立IC21合金在电解加工条件下的电化学溶解理论模型，如图7所示。在低电流密度下，对于NaNO₃电解液，枝晶干的溶解速度快于枝晶间，γ相的溶解速度快于γ'相。γ相和γ'相的选择性溶解导致表面上的离散γ'相颗粒逐渐失去γ相的包裹，在高速流动电解液的冲击下发生非电化学性脱落。而在NaCl电解液中，枝晶间的溶解速度快于枝晶干，γ'相的溶解速度快于γ相。然而，由于γ相呈连续网状结构，γ'相颗粒的较快溶解不会导致γ相脱落，因此两相均通过电化学溶解被去除。

随着电流密度增加，材料的溶解速度显著提高，生成的大量金属离子难以被电解液及时带走，逐渐在阳极表面堆积，形成具有一定浓度的金属离子富集层。此时，电极动力学不再仅由电化学步骤控制，各相的溶解速度差异减小。对于NaNO₃电解液，这一现象使选择性溶解减弱，γ'相颗粒的脱落减少甚至消失。

进一步增大电流密度，金属离子富集层的浓度过高，导致金属氯化物或硝酸盐的水合物析出，形成高黏度的过饱和层。在此情况下，电极动力学控制步骤完全转变为传质过程控制，枝晶干和枝晶间、γ相和γ'相的溶解趋于均匀，最终形成平整光滑的溶解表面。

3 结论

（1）IC21合金在NaCl和NaNO₃电解液中的极化行为均表现出典型的钝化-超钝化转变现象。在NaNO₃电解液中形成的氧化层更难以溶解去除。由于相同浓度下NaCl电解液电导率略高于NaNO₃电解液，因此NaCl电解液中的极化曲线斜率大于NaNO₃电解液。

（2）IC21合金在NaCl电解液中电流效率约为80%，且不随电流密度的变化而变化，而在NaNO₃电解液中，小电流密度（2.5~25 A/cm²）下电流效率超过100%，当电流密度高于25 A/cm²时，电流效率低于100%。随着电流密度的增加，电流效率基本维持在90%左右。

（3）在小电流密度下，IC21合金在NaCl和NaNO₃电解液中的溶解表面分别呈现相反的选择性溶解现象：在NaCl电解液中，枝晶间的溶解速度快于枝晶干，γ'相的溶解速度快于γ相；而在NaNO₃电解液中，枝晶干的溶解速度快于枝晶间，γ相的溶解速度快于γ'相颗粒。这种在NaNO₃电解液中出现的γ相/γ'相选择性溶解导致表面上离散的γ'相颗粒逐渐失去γ相的包裹，从而发生非电化学性的脱落现象，是导致其小电流密度下电流效率大于100%的微观机理。随着电流密度增加，IC21合金在NaCl和NaNO₃电解液中的选择性溶解现象逐渐减弱，最终转变为均匀溶解，实现光滑的加工表面。

参考文献

[1] 贾晓璇，刘原，李树索，拉应力下NiPtAl/IC21单晶合金界面的组织演化［J］.科技创新与应用，2021（10）：19-22.

[2] JIA X X， LIU Y， LI S S， et al. Microstructure evolution of the interface of NiPtAl/IC21 single crystal alloy under tensile stress ［J］.Technology Innovation and Application，2021（10）：19-22.

[3] 魏丽，张恒，李树索，热处理对一种Ni₃Al基单晶合金组织的影响［J］.稀有金属，2012，36（2）：178-183.

[4] WEI L， ZHANG H， LI S S， et al. Influence of heat treatments on microstructure of single crystal Ni₃Al-base superalloy ［J］. Chinese Journal of Rare Metals，2012，36（2）：178-183.

[5] LOHRENGEL M M， RATAJ K P， MUNNINGHOFF T. Electrochemical machining—mechanisms of anodic dissolution［J］. Electrochimica Acta， 2016， 201： 348-353.

[6] RAJURKAR K P， ZHU D， MCGEOUGHH J A， et al. New developments in electro-chemical machining［J］. CIRP Annals， 1999， 48（2）： 567-579.

[7] 刘为东， 罗震， 敖三三， 基于涡轮叶片修复的电解修型非加工面保护工艺［J］. 材料工程， 2016， 44（11）： 16-21.

[8] TANG Y， XU Z Y. The electrochemical dissolution characteristics of GH4169 nickel base super alloy in the condition of electrochemical machining［J］. International Journal of Electrochemical Science， 2018， 13（1）： 1105-1119.

[9] ZHANG Y F， LIN X， YU J， et al. Electrochemical dissolution behavior of heat treated laser solid formed Inconel718［J］. Corrosion Science， 2020， 173： 108750.

[10] GUO P F， LIN X， MACDONALD D D， et al. Chloride induced secondary passive film failure for laser additive manufacturing nickel-based superalloys during electrochemical machining［J］. Journal of the Electrochemical Society， 2023， 170（6）： 063508.

[11] LIU Y X， LEI X W， HAO L Y， et al. The anisotropy electrochemical corrosion behavior of Ni-based single crystal superalloy on different crystal planes： an investigation from the film growth aspect［J］. Applied Surface Science， 2022， 576： 151785.

[12] LEI X W， DONG X Y， HAO L， et al. Investigation of the ordered and disordered corrosion morphologies on Ni-based alloy in the passive state［J］. Corrosion Science， 2023， 224： 111490.

[13] GENG T Y， XU Z Y， LU J W， et al. Morphological evolution and anodic electrochemical behaviors of Ni-based single crystal superalloy and its recast layer in NaNO₃ electrolyte［J］. Electrochimica Acta， 2023， 462： 142709.

[14] LU J W， XU Z Y， GENG T Y， et al. Temperature dependence of electrochemical characteristics on the growth surface and isomorphous perpendicular surface of DD6［J］. Electrochimica Acta， 2024， 486： 144121.

[15] LIU W D， LI S， ZHAO Y H， et al. Developing a new flow cell for electrochemical machining anodic dissolution investigations by simulation-based design and 3D printing［J］. Journal of the Electrochemical Society， 2023， 170（9）： 091504.

[16] DATTA M， LANDOLT D. On the role of mass transport in high rate dissolution of iron and nickel in ECM electrolytes—Ⅰ. chloride solutions［J］. Electrochimica Acta， 1980， 25（10）： 1255-1262.

[17] SCHUBERT N， SCHNEIDER M， MICHEALIS A. The mechanism of anodic dissolution of cobalt in neutral and alkaline electrolyte at high current density［J］. Electrochimica Acta， 2013， 113： 748-754.

[18] WEI L， ZHANG Z G， ZHANG H， et al.Influence of aging heat treatment on microstructure and hardness of single crystal Ni₃Al-base superalloy IC21［J］.Procedia Engineering，2012，27：1081-1088.

[19] DATTA M. Anodic dissolution of metals at high rates［J］. IBM Journal of Research and Development， 1993， 37（2）： 207-226.

[20] DATTA M. Electrodissolution processes： fundamentals and applications［M］. Boca Raton：CRC Press， 2020.

[21] SCHNEIDER M， SCHROTH S， SCHUBERT N， et al. In‐situ investigation of the surface‐topography during anodic dissolution of copper under near‐ECM conditions［J］. Materials and Corrosion， 2012， 63（2）： 96-104.

[22] DATTA M， LANDOLT D. On the role of mass transport in high rate dissolution of iron and nickel in ECM electrolytes—Ⅱ. chlorate and nitrate solutions［J］. Electrochimica Acta， 1980， 25（10）： 1263-1271.

基金资助

国家重点研发计划(2021YFF0501700)

国家自然科学基金项目(52205504)