对含铜和不含铜实验钢在中性盐雾试验箱中连续喷雾120、240、480和720 h,研究了在盐雾环境下Cu对低合金耐磨钢耐腐蚀性能的影响规律,通过失重法计算腐蚀速率,并利用XRD和SEM对腐蚀产物进行表征,利用动电位扫描、电化学阻抗谱(EIS)对比分析Cu在低合金耐磨钢腐蚀过程中起到的作用.结果 表明:低合金耐磨钢的腐蚀产物主要包括γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe3O4、γ-Fe2O3,前期腐蚀产物疏松多孔,后期产物致密难剥落,腐蚀速率先升高后下降,含铜实验钢的腐蚀速率明显低于不含铜实验钢,添加Cu后,实验钢的自腐蚀电位上升,阻抗谱容抗弧增大,电荷转移难度增加,说明Cu能有效降低实验钢腐蚀速率,增强其耐腐蚀性能.
采用电化学噪声(EN)技术针对大气环境下不同腐蚀状态的316L不锈钢试片进行了EN检测,并研究EN特征参数如电位噪声标准偏差、电流噪声标准偏差、谱噪声电阻和噪声电阻与腐蚀速率之间的关系.实验结果表明,当相对湿度增加时,电流噪声标准偏差及其功率谱密度(PSD)增大,电位噪声标准偏差及其PSD减小,谱噪声电阻值减小.当湿度较高时暴露2a的316L不锈钢试样由于腐蚀动力学发生变化,出现表征钝化膜破裂修复的暂态峰;而空白试样由于钝化膜较为完整,因此电流噪声波动幅值较小.电化学噪声的Thevenin等效电路的模型分析结果表明,电位噪声、电流噪声以及噪声电阻的主要影响因素是溶液电阻Rs以及工作电极和对电极的阻抗模值(Za和Zc).谱噪声电阻的影响因素除了Rs、Za和Zc外,还包括工作电极EN的PSD影响.本文建立的EN电化学等效电路模型分析为大气环境下金属材料的EN检测的可靠性奠定基础,未来有望应用于金属装备或构件在其他工业大气环境中的腐蚀检测.
利用Miseq高通量测序技术分析模拟再生水管网SA1和SA2中具有不同水泥/矿渣粉比例的水泥砂浆试片A1(5∶5)和A2(6∶4)表面微生物群落结构,定期监测管网出水的关键指标,利用失重和X射线衍射(XRD)测试表征水泥内衬.结果 表明,A1和A2表面生物膜均含有较高丰度的变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门等,但其优势菌门含量变化趋势不同.A2表面生物膜中优势腐蚀菌属Bacillus、Pseudomonas和Lactococcus含量较A1的高,且A2失重量和失重率较A1也高.SA2出水pH值、TOC、Ca2+和总硅含量较SA1出水高,XRD结果也表明A2腐蚀程度较A1高.具有较高掺量矿渣粉的A1试片抗化学和微生物腐蚀的能力较强,这可能与其成分和结构性质有关.
采用失重实验、极化曲线、电化学阻抗、扫描电镜及分子模拟等方法,研究了橡椀单宁对Q235碳钢在0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能,并探讨了其缓蚀机理。结果表明,当橡椀单宁浓度为6 g/L,橡椀单宁对Q235碳钢的缓蚀率可达96.46%。电化学实验研究表明,加入橡椀单宁后,腐蚀电流减小接近1个数量级,电荷转移电阻增大近7倍。扫描电镜观察可见,橡椀单宁在碳钢表面形成一层保护膜。吸附热力学分析表明,橡椀单宁在碳钢表面发生物理和化学混合型吸附作用,且符合Langmuir等温吸附方程。分子模拟研究表明,橡椀单宁以平面的形式稳定吸附在碳钢表面。
以HR3C合金成分为基础,通过调控Cr、Ni含量和添加1.5%,2.5%和3.5%（质量分数）的Al制备了Fe-22Cr-25Ni型含铝奥氏体耐热钢,并研究了合金的高温抗氧化性能。利用SEM、EDS和XRD对含铝奥氏体钢700、800和900℃氧化后的氧化膜组成、结构进行了表征。结果表明:22Cr-25Ni-2.5Al和22Cr-25Ni-3.5Al含铝奥氏体耐热钢在700和800℃下具有优异的抗高温氧化性能。氧化后表层形成了连续致密的Al 2 O 3 保护膜,提高了其高温抗氧化性能。3种耐热钢经900℃氧化时形成外层为Cr 2 O 3 和MnCr 2 O 4 的复合氧化层,且氧化层下存在Al 2 O 3 内氧化物和AlN析出相,不能对基体起到有效保护作用。
采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相组织观察等方法,结合实际服役地区大气环境分析,对某沿海变电站66 kV HGIS设备套管接线板镀银层大面积腐蚀剥落现象进行研究。结果表明:镀银层出现起泡、剥离的位置全部为基体与Cu过渡层之间,而银层与Cu过渡层之间结合良好;起泡及剥离的镀层已发生氧化或者硫化,暴露出来的铝合金基材被氧化。腐蚀介质通过镀层表面划痕或界面孔隙等通道进入镀层与基体界面形成腐蚀是导致接线板镀银层腐蚀脱落的主要原因。
综述了近年来直链饱和脂肪酸及其盐对金属的缓蚀作用以及在金属文物保护中应用方面的研究进展。这类缓蚀剂对Pb、Fe、Cu等多种金属都具有较好的缓蚀效果,且具有便宜易得、无毒、环境安全、稳定、可逆、易于实施和去除等优点,基本满足金属文物保护的需求。学者们开发出了多种缓蚀剂配方和方法,研究了碳链长度、浓度、温度、时间、预处理等因素对缓蚀效果的影响,并试验性的应用于部分文物样品。
在Ni基体电沉积不同厚度的Ni-CeO 2 复合镀层并对其进行620°C低温渗铝,制备了剩余复合镀层厚度分别约为10和45μm厚的δ-Ni 2 Al 3 -CeO 2 /Ni-CeO 2 涂层体系。1000°C真空退火5 h后,以上两种涂层体系均可在铝化物/镀层界面形成CeO 2 富集层。但剩余复合镀层厚度为10μm的涂层体系由于氧化物富集程度不足,涂层退化程度较剩余复合镀层厚度为45μm的涂层体系严重。可见,在镀层氧化物颗粒含量一定的情况下,渗铝后剩余镀层厚度是影响扩散障有效性的重要因素。
针对含Cr低合金钢石油专用管的CO2腐蚀产物膜,介绍了CO2腐蚀产物膜的形成机理,总结了含Cr低合金钢的CO2腐蚀产物膜的影响因素,其中包括Cr含量、温度、CO2分压、pH值、腐蚀时间、Cl浓度、流速等对其腐蚀产物膜的影响,并对腐蚀产物膜的结构与成分进行总结,归类了缓蚀剂对含Cr低合金钢石油专用管的保护办法,以期为今后含Cr低合金钢的CO2腐蚀产物膜的研究提供借鉴.
冲蚀波纹是指在冲蚀磨损条件下,靶材表面形成的一种冲蚀形貌.通常冲蚀波纹是在液固或气固两相流的工作条件下,机械部件表面经过一段时间的冲蚀后在原来光滑平整的材料表面出现的类似波纹或鱼鳞坑状的磨损形貌.本文综述了冲蚀波纹产生、理论及实验研究发展现状,分析了表面形貌对近壁流场的影响,对波纹形貌在减小冲蚀磨损方面的作用进行了展望.
层状双金属氢氧化物（LDHs）是一类重要的无机功能材料,广泛应用于吸附、催化、医药、阻燃等领域。本文详细介绍了LDHs的结构特性及其在金属防护中的应用研究进展。包括LDHs作为微纳米级缓蚀剂存储器的制备及其在防护涂层体系中的研究进展,以及LDHs薄膜的制备方法及其对金属的短期防护性能。在此基础上,简要介绍将该种薄膜作为防护涂层体系的预处理层的研究现状。最后,对LDHs在金属防护领域的应用前景和发展方向作出了展望。
采用干/湿交替的实验方法模拟大气腐蚀过程.运用X射线衍射、电化学阻抗谱以及极化曲线等手段,研究了O3/Cl复合大气环境中Q235B钢的腐蚀演化特性.结果表明,O3和Cl-的协同作用对Q235B钢的腐蚀有明显的促进作用,其腐蚀速率随着模拟环境中Cl含量的增加而增大.腐蚀演化特性方面,Q235B钢在腐蚀的初期阶段腐蚀速率最大,中期阶段腐蚀速率迅速下降,而到后期阶段腐蚀速率又有所提高.相比于不含O3的大气环境,当Cl-浓度较低时,O3和Cl对Q235B钢腐蚀产物组份的影响并不明显.而当Cl浓度较高时,O3和Cl-能明显促进β-FeOOH的生成而抑制α-FeOOH和γ-FeOOH的生成.这说明O3/Cl复合大气环境能促进Q235B钢的大气腐蚀与锈层相组分变化密切相关.
采用EIS、动电位极化曲线、浸泡腐蚀实验等测试方法研究了飞机起落架AMS4340M钢在3.5％NaCl溶液中的腐蚀行为.AMS4340M钢的显微组织为回火马氏体、残余奥氏体、碳化物.浸泡过程中合金的腐蚀方式主要为均匀腐蚀.XRD测试结果显示,合金表面的腐蚀产物较少,Fe2O3、Fe3O4的衍射峰较弱.电化学结果表明,在3.5％NaCl溶液中,合金钢表现为阳极活性溶解,极化曲线表现出了明显的钝化特征,随着浸泡时间的延长,AMS4340M钢的自腐蚀电位(Ecoπ)逐渐增大,最大约为-225 mV,腐蚀电流密度逐渐减小(Icoπ),最小为0.004 μA·cm-2,合金的耐蚀性增大,腐蚀速率逐渐减小.AMS4340M钢的阻抗谱在低频区域和高频区域均由一个容抗弧组成,其中,浸泡240 h状态下试样的容抗弧半径最大,总阻抗最大.
碳捕集与封存(CCS)技术是减少CO2排放的重要举措.将海洋作为CO2的封存场所可以永久封存大量的CO2,具有广阔的发展前景.液态CO2运输和复杂的海洋环境是CO2海洋封存系统的主要特点,液态CO2中杂质气体组分以及高含盐的外部海洋环境会对CO2运输管道和其他设施造成严重的内腐蚀与外腐蚀问题.本文介绍了CO2海洋封存的原理和方式,着重分析了海洋封存系统中影响CO2运输管道内部腐蚀和外部腐蚀的主要因素,并列举了一些防腐措施.最后,对CO2海洋封存系统腐蚀问题研究进行了展望.
通过化学镀镍、水热法和浸泡法在AZ31镁合金上制备出Ni-P/NiO超疏水表面.首先通过化学镀镍的方法,在镁合金表面形成了一个Ni-P隔离层,有效地阻止外界与镁合金基底的接触,然后在Ni-P之上构筑NiO粗糙结构并对其表面进行疏水修饰,进一步对镁合金基底进行保护.通过电化学阻抗分析得出,其阻抗模值可达1×108 Ω.cm2,比未经处理的镁合金高出6个数量级,腐蚀电流密度降低到0.587 μA·cm-2,表明制备出的Ni-P/NiO超疏水表面具有优良的耐腐蚀性能.
针对铁路扣件在沿海区域遭受冲蚀和海洋腐蚀难题,本文研制一种新型防腐抗冲蚀复合涂层.采用石墨烯锌防腐底漆和抗冲蚀弹性聚氨酯面漆,通过盐雾实验、电化学测试和涂层硬度测试评价复合涂层的综合防护性能.结果 表明,制备的复合涂层抗冲蚀性能较好,在3.5％(质量分数)NaCl溶液中浸泡28 d后涂层电阻仍达到18.9 MΩ· cm2,复合涂层耐盐雾性能超过1500 h.
采用金相分析、扫描电镜分析、拉伸测试和耐腐蚀性能测试等手段,研究了Ga含量(质量分数为1％,2％和5％)对铸态Mg-4Zn基合金显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响.结果 表明:Ga的加入可以明显细化铸态合金的晶粒,增加合金中第二相的体积分数,显著提高合金的强度和塑性.其中Mg-4Zn-2Ga合金的综合性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为233 MPa、90 MPa和24％,比基体合金分别提高了13.6％、76.5％和33.3％.然而,Ga的加入降低了Mg-4Zn合金的耐生体腐蚀性能,但是Mg-4Zn-5Ga合金的耐蚀性优于Mg-4Zn-2Ga和Mg-4Zn-1Ga合金.铸态Mg-4Zn-5Ga合金在37℃ Hank's溶液中浸泡7d的平均腐蚀速率为2.3 mg/(cm2·d),腐蚀电流密度为29.5 μA/cm2.
采用阳极氧化法制备TiO2纳米管,通过超声辅助连续离子沉淀法对TiO2纳米管进行CdS/PbS共复合修饰改性.应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及其配套的能谱分析(EDS)对CdS/PbS/TiO2的晶型特征、表面形貌及元素分布进行表征;利用电化学分析方法研究了复合次序对CdS/PbS/TiO2的光电性能影响,考察了CdS/PbS/TiO2复合材料对304不锈钢的阴极保护性能.结果 表明:成功制备了晶型特征和表面形貌良好的CdS/PbS/TiO2多元异质结;先复合9次PbS、再复合15次CdS的TiO2纳米管具有更加优良的光电性能;光照下CdS/PbS/TiO2复合材料对304不锈钢光生阴极保护性能显著优于单一PbS复合的TiO2和纯TiO2;在暗态下CdS/PbS/TiO2复合材料储能效果良好,可延长对304不锈钢的阴极保护作用.
通过在Al-Zn-Ga-Si低电位牺牲阳极材料中添加Bi来改善阳极的性能,以不同Bi含量制备了5种牺牲阳极材料.通过电化学性能测试、极化曲线以及电化学阻抗谱测试来分析Bi对阳极电化学性能的影响;采用三维视频和宏观表征来分析Bi对阳极腐蚀形貌的影响.结果 表明,添加适量Bi可以有效破坏铝合金阳极表面的氧化膜,提高阳极活化性能,并减少晶界腐蚀的作用,改善阳极的溶解形貌,但Bi含量过高时反而降低阳极的均匀活化性能,当Bi含量为0.05％(质量分数)时阳极综合性能良好,可用作高强钢的阴极保护.
针对某炼油厂减压塔底1#泵出口阀后偏心异径接头穿孔泄漏事故,采用化学分析、金相、扫描电镜、能谱等技术对该偏心异径接头的化学成分、金相组织、穿孔部位接头内壁腐蚀破坏状态进行了检验分析.结果 表明,渣油中硫元素引起的高温腐蚀与渣油流体的冲刷是造成该偏心异径接头管壁腐蚀减薄、直至穿孔的主要原因.
