点蚀是不锈钢等钝态金属在含有侵蚀性离子环境中腐蚀失效的主要形式。点蚀一旦发生，会向材料表面以下的纵深方向迅速扩展，导致材料部件穿孔，或是引起应力腐蚀断裂等次生破坏，因此给我们的社会带来了极大的经济损失。几十年来，不锈钢的点蚀研究已成为材料科学与工程领域的经典问题之一。不锈钢的点蚀普遍认为起始于不锈钢表面硫化锰夹杂的局域溶解。然而，因为受限于传统分析手段在空间和成分信息方面的低分辨率，点蚀初始位置的“不明确”一直制约着人们对不锈钢点蚀机理的认识以及抗点蚀措施的改进。

　　课题组前期的研究工作（Acta Materialia 2010）中利用高分辨率的透射电子显微技术，发现硫化锰夹杂中弥散分布着纳米尺寸的具有八面体结构的尖晶石氧化物(MnCr₂O₄)颗粒。这些纳米氧化物的存在相当于硫化锰中内在的微小“肿瘤”，在一定的介质条件下硫化锰的局域溶解正是起源于它与“肿瘤”之间的界面处。发现硫化锰中的“肿瘤”之后，如何将其有效治愈成为困扰研究者们的重要问题。实验发现，硫化锰中某些杂质元素（例如铜）对硫化锰的溶解行为有明显的抑制作用。在此认识基础上，通过将不锈钢浸泡在含铜离子的溶液中自发进行阳离子交换反应，将硫化锰的表面层转变为具有立方结构的硫化亚铜薄层，阻隔了硫化锰和溶液介质的接触。由于硫化亚铜的溶解电位明显高于硫化锰，从而抑制了硫化物与其中弥散的纳米氧化物之间的微电池反应。通过这一化学修饰，大幅度提高了奥氏体不锈钢的点蚀电位，降低了点蚀形核率，从而使得奥氏体不锈钢获得了更好的抗点蚀能力。

　　在过去的研究中，研究者们通过激光或高能电子束表面处理等方式去除不锈钢表面的硫化锰夹杂，尽管这样能在一定程度上提高不锈钢的抗点蚀性能，然而其高能耗低效率使得工业应用望尘莫及。通过不锈钢表面阳离子交换修饰的方法，不仅成本低，效率高，而且能适用于各种几何形状的不锈钢部件，这一研究为提高奥氏体不锈钢抗点蚀能力提供了新的思路，有望在工业中得到大范围应用。

z2-1: 通过阳离子交换反应在MnS夹杂表面形成了厚约200 nm的Cu_2-δS层，通过这一化学修饰，大幅度提高了奥氏体不锈钢的点蚀电位，降低了点蚀形核率。