这篇文章是由Jianping Xu、Chengze Liu、Huan Li、Wenjun Wu、Jinping Wu、Bin Zhao、Yusheng Zhang、Yongqing Zhao及Lian Zhou等学者联合完成，分别隶属于西安交通大学材料强度国家重点实验室、西北有色金属研究院以及西安稀有金属材料研究院有限公司。文章发表在 Journal of Nuclear Materials 期刊上（Volume 568, 2022, Article No. 153873），并于2022年6月18日上线。文章题为“Orientation dependence of corrosion resistance of a near-alpha Ti35 alloy applied in nuclear industry”，研究了Ti35合金在核工业环境中的晶体学取向对其抗腐蚀性能的影响。
该研究属于材料科学领域，重点研究核材料设备在辐射高腐蚀性环境中的长期使用性能。废燃料再处理领域普遍使用Purex工艺（Plutonium and Uranium Refining by Extraction），而在该工艺中沸腾硝酸被用于溶解燃料。由于硝酸的强腐蚀性，开发抗腐蚀材料对于再处理设备至关重要。目前，超低碳奥氏体不锈钢、钛合金和锆合金是再处理设备中常用的三类材料。然而，不锈钢易受晶间腐蚀，锆合金对应力腐蚀敏感，这导致了这些材料在某些条件下的局限性。相比之下，钛及其合金表现出卓越的抗腐蚀性能，特别是在不同浓度硝酸中的长期稳定性。
研究旨在解析Ti35合金的晶体学取向与硝酸抗腐蚀性能间的量化关系，并提出一种通过晶体学取向优化提高材料抗腐蚀性能的新方法。作者采用扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）、电子背散射衍射（Electron Backscattered Diffraction, EBSD）等现代技术，系统地研究了Ti35合金在硝酸中的晶体学纹理效应，并着重探讨了不同晶面对腐蚀性能的贡献。
文章中采用了厚度为8毫米的Ti35合金板，通过真空自耗电弧熔炼、锻造和热轧制备。随后，将样品沿轧制方向（Rolling Direction, RD）每15°切割，得到角度为0°、45°和90°的试样。测试样品尺寸为15mm×8mm×1.5mm。
样品被浸入6mol/L硝酸溶液中432小时，以评估其在沸腾硝酸中的耐腐蚀性能。同时，利用CS 350M电化学工作站进行测试，在温度108±1°C下测量电化学性能。
使用SEM表征腐蚀后表面形貌，并通过X射线光电子能谱仪（XPS）分析氧化膜的成分。此外，EBSD技术用于分析样品在不同角度上的晶体学取向和纹理分布。
研究提出了一个基于晶体学平面与腐蚀热力学性质间关系的公式，用来定量描述晶体取向与腐蚀速率的关系，并通过Bidoseresp增长函数拟合验证结果。
作者通过沉浸测试获得了研究样品在6mol/L硝酸中的腐蚀速率。结果表明，试样的平均腐蚀速率随着角度从0°增大到90°而显著提高（如腐蚀速率分别为0.049 mm/y、0.054 mm/y和0.079 mm/y）。拥有{10̄10}和{11̄20}稜柱面的纹理试样表现出比{0001}基面纹理更低的腐蚀速度和腐蚀电流密度。
Nyquist图显示0°试样的容抗半径最大，揭示出其腐蚀性能最佳。而通过极化曲线计算腐蚀电流密度（i_corr）显示，90°试样的腐蚀电流密度最高（78.77 μA·cm⁻²），表现出最差的抗腐蚀性能。
SEM表明，0~15°角度样品表面生成了致密的氧化膜，而30~90°样品表面的氧化膜显得更加粗糙。XPS检测证实，氧化层主要由Ti₂O₃、TiO₂和Ta₂O₅组成。
通过EBSD分析，作者指出试样中与样品表面平行的{10̄10}和{11̄20}稜柱晶面具有较低的表面能和更稳定的抗腐蚀性能。而基面{0001}的取向则由于较高的表面能和原子堆积密度，倾向于更快的溶解。因此，研究发现稜柱纹理的试样比基面纹理的试样具有更高的抗腐蚀性能。
作者利用Kearns Texture Factors和Bidoseresp增长函数建立了纹理因子（f_b/f_p）与腐蚀性能间的定量关系，提出了一个预测腐蚀速率的公式。公式验证了晶面取向对腐蚀性能的显著影响并能较好地指导材料设计。
研究确认了晶体学取向对Ti35合金在硝酸中腐蚀性能的显著影响，提出了一种基于纹理优化的抗腐蚀性能提升方法。该研究表明，通过控制加工工艺，使Ti35合金中的稜柱晶面占优，可以显著提高其在高腐蚀性环境下的应用寿命。研究所得公式为预测与评估Ti35及类似Ti-Ta合金的服务性能提供了新的定量工具。这对于核工业中高抗腐蚀材料的开发具有重要指导意义。
该研究以其系统性与创新性，为高性能抗腐蚀材料的工程应用开辟了新思路，同时丰富了合金材料领域的基础知识储备。