分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 使用电化学阻抗(EIS)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等手段, 研究了纯铜在不同pH值模拟酸雨溶液中的腐蚀行为。结果表明, 在不同pH值的模拟酸雨溶液中纯铜的阻抗谱特征有很大差异, 说明纯铜有不同的腐蚀机制。XPS分析结果表明, 在模拟酸雨溶液的pH值为3 时纯铜表面主要生成Cu2O, pH值为5 时表面主要生成CuO, pH值为6 时表面生成Cu2O和CuO的混合物。O2和H+共同影响纯铜的腐蚀历程, 在低pH值环境中腐蚀的控制步骤是溶解氧通过双电层的扩散, H+的存在起促进作用。随着pH值的升高H+的促进作用逐渐减弱, 纯铜的腐蚀主要受氧的去极化过程控制。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 应用丝束电极技术(WBE)研究了海水液滴下碳钢表面的腐蚀行为。结果表明, 随着腐蚀时间的延长液滴下阴阳极电流值逐渐下降, 最终趋于稳定。比较了不同大小的海水液滴下碳钢表面的电流分布, 发现液滴越小腐蚀越剧烈, 且更易形成不对称的电化学区域。提出了液滴铺展因子的概念。研究发现, 随着液滴铺展因子的增大平均电流密度呈指数增加, 最大阳极电流密度和阳极电流密度标准偏差线性增加, 腐蚀强度提高。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 研究了热输入量不同的316LN不锈钢焊接接头在沸腾硝酸溶液中的晶间腐蚀特性, 结果表明: 焊接热输入量越大, 焊接接头的抗晶间腐蚀性能越差; 焊接接头焊缝区抗晶间腐蚀能力高于热影响区和母材区; 晶间腐蚀过程可分为氧化、钝化、氧化膜裂纹萌生、氧化膜裂纹扩展和高速晶间腐蚀等阶段; 在不同阶段声发射信号中氧化信号在20 kHz 的频率位置有能量峰, 钝化信号在40 kHz 频率处有明显能量峰的突发型信号, 氧化膜裂纹萌生信号在80-100 kHz 的频率段内有明显能量峰的突发型信号, 氧化膜裂纹扩展信号具有60 kHz 倍频关系, 高速晶间腐蚀信号是一种持续时间稍长的突发型信号, 在50 kHz处有明显的能量峰。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 简述了电化学原子力显微镜的原理和成像模式,重点综述了其在合金中的相电化学、钝化、微生物腐蚀、缓蚀剂、涂层领域的应用,涵盖了成像、表面电位测量和力-距离曲线测量等多种功能;分析了其存在的一些局限性并提出了展望。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 在 AZ31 镁合金表面制备有机/无机杂化涂层,用扫描电子显微镜、扫描探针显微镜、电化学工作站、光学 显微镜、涂层测厚仪等手段对杂化涂层的表面形貌、耐蚀性、附着力及厚度进行表征,研究了有机/无机杂化溶 胶-凝胶体系的 pH 值对涂层性能的影响。结果表明:pH 值对镁合金表面的杂化涂层的性能有显著的影响。当 pH值为3~3.5时,可在镁合金表面制备出高平整度且少缺陷的涂层,厚度约为22 μm;当pH值为2.2~2.8时,涂 层变薄、表面起伏较大且有较多的孔洞。当 pH=3 时杂化涂层具有良好的附着力和最正的腐蚀电位,且腐蚀电 流密度最小(约为7.34×10-5 A/cm2),相对于空白镁合金试样的缓蚀效率约为99.7%。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 在低碳钢表面添加质量分数为20%的WC和6%的石墨颗粒, 采用真空熔覆方法制备出具有类织构切面形貌的镍基合金(Ni0)复合涂层, 研究了复合涂层的显微组织形貌及形成机理、相组成以及干摩擦条件下的摩擦磨损性能, 并与镍基合金(Ni0)、碳化钨增强镍基合金(Ni0+20%WC)、石墨改性镍基合金(Ni0+6%石墨)三种涂层进行了比较。结果表明, WC呈不连续的三维网状分布在镍基合金基体中, 镍基合金主要由基体相γ-Ni, 铬化物硬质相CrB、Cr7C3、Cr23C6和共晶相Ni3B、Ni3Si 构成;WC和石墨的单独加入都能提高复合涂层的摩擦磨损性能, 类织构组织复合熔覆层的摩擦磨损性能优于相同组成的硬质颗粒单独弥散分布的复合熔覆层; 在WC和镍基合金基体组成的类织构形貌结构和石墨润滑相的共同影响下, 复合涂层比单一镍基合金涂层的耐磨性提高大约9.6 倍。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 对ZG40Cr25Ni20 耐热铸钢和节镍经济型双相耐热铸钢进行恒温氧化实验, 得到了两种材料的氧化动力学行为曲线,结合扫描电镜、能谱分析仪及X射线衍射等手段研究了高温抗氧化的差异, 并探究了高温氧化的微观机理。结果表明, 节镍经济型耐热铸钢虽然降低了Ni 的含量, 但是增加Cr 和Mn能在氧化层的外层形成稳定的保护型氧化膜Cr2O3, 一定程度上阻挡了金属阳离子的向外扩散和O离子的向内扩散, 使其氧化激活能由148.4 kJ·mol-1提高至245.7 kJ·mol-1, 从而降低了氧化速率, 改善了材料的高温抗氧化性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用扩散渗法在Nb/NbCr2合金表面制备硅化物涂层, 研究了基体合金和涂层在1250℃的氧化行为。结果表明:在Nb/NbCr2合金表面渗Si 所得硅化物涂层由(Nb, Cr)Si2和(Cr, Nb)Si2两相组成, 过渡层为(Nb, Cr)5Si3, 涂层的生长动力学服从抛物线规律。基体合金在1250℃氧化形成的氧化膜为Nb2O5和CrNbO4交替分布的疏松组织, 与基体有剥离现象。渗Si 涂层在1250℃氧化形成的氧化膜较为致密完整, 与残留涂层结合良好, 为SiO2和CrNbO4混合氧化膜, 改善了合金的高温抗氧化性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 将6061-T6 铝合金进行空冷、水冷的多道搭接搅拌摩擦加工(multi-pass FSP), 用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、浸泡腐蚀试验和电化学腐蚀等手段表征了核区材料的腐蚀性能。结果表明: 母材经这两种冷却方式的FSP 改性后, 核区的晶粒明显细化, 腐蚀性能有显著的提高; 与母材相比, 核区的腐蚀电压较高, 腐蚀电流密度较小, 阻抗较大; 空冷FSP 的核区材料比水冷的腐蚀性能更好。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 在热浸镀Galfan镀层表面制备了镧盐转化膜,采用扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)、原子力扫描探针显微分析(AFM)研究镧盐转化膜的表面形貌、化学成分和结构。通过中性盐雾试验、电化学极化分析和电化学阻抗研究膜层的耐腐蚀性能,确定最佳成膜时间。结果表明:镧盐转化膜成膜不均匀,优先在晶界或相界等活性区域;随着处理时间的延长,膜层的厚度增加;膜层上存在裂纹,且裂纹随着处理时间的延长而变宽,处理时间超过30min时,膜层脱落,耐腐蚀性能降低;镧盐转化膜由La的氧化物/氢氧化物以及少量的Al和Zn的氧化物/氢氧化物组成。与未经处理的热浸镀Galfan镀层相比,镧盐转化膜显著减低基体的腐蚀速率,明显提高其耐腐蚀性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 为了考察新型海洋平台用E690钢在海水环境中的耐蚀性能,采用动电位极化曲线、电偶电流测量以及扫描电镜和拉曼光谱分析法研究了其在溶氧量为0.3-8mg/L之间的3.5%NaCl溶液中的氧浓差腐蚀行为,并讨论了溶氧量差值、阴阳极面积比以及锈层等因素对E690钢氧浓差腐蚀的影响。结果表明:当阴阳极面积比Sc/a≤4时,阴阳极面积比是影响氧浓差腐蚀的主要因素,当Sc/a>4,阴极区溶氧量是影响氧浓差腐蚀的主要因素;锈层氧浓差腐蚀的影响与所处的环境有关,处于贫氧条件下时,对锈层下的金属有保护作用,而处于富氧氧条件下,锈层会参与阴极反应,加速金属腐蚀,并且由于锈层的不均匀性,还会造成阳极金属的不均匀腐蚀,产生点蚀坑。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了锻造以及锻后固溶处理处理对核级316LN奥氏体不锈钢(316LNss) 的晶粒尺寸、残余应变和晶粒取向分布的影响, 并分析了原始态(即未锻造态)和锻造且固溶处理态316LNss在核电高温高压水中短期氧化(190 h) 后表面氧化膜的形貌和成分。结果表明, 锻造和锻后的固溶处理能减小晶粒尺寸和降低残余应变, 同时消除了原始态316LNss内部的织构。在高温高压水中316LNss表面生成的氧化膜具有双层特征, 外层氧化膜由氢氧化物和富Fe 尖晶石结构氧化物组成, 内层氧化膜主要由富Cr 尖晶石结构氧化物组成; 与原始态316LNss 相比, 锻造且固溶处理态316LNss的氧化膜较薄且Cr 含量较高, 氧化速率较小。最后讨论了316LNss在高温高压水中的氧化机理。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 以聚苯胺(PANI)改性膨胀蛭石粉(VMT)为防腐填料制备水性环氧树脂防腐涂层, 用红外光谱分析仪(IR)对防腐填料的化学组成进行表征, 用热失重分析仪(TG)测试防腐填料的耐热性能, 用电化学阻抗谱分析(EIS)和盐雾实验考察了不同质量分数的PANI/VMT防腐填料对水性环氧树脂涂层防腐性能的影响。结果表明, 防腐填料PANI/VMT结合了聚苯胺(PANI)的阳极保护作用和膨胀蛭石粉(VMT)的屏蔽作用, 为金属基底提供了良好的耐腐蚀防护。当PANI/VMT的质量分数为0.5%时, 改性水性环氧树脂涂层的防腐效果最佳。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 研究了不同SiC 体积分数原位合成MoSi2-SiC 复合材料在700℃空气中1000 h 的长期氧化行为。结果表明: 复合材料氧化1000 h 后, 均未发生pest 现象。复合材料的氧化抗力明显好于单一MoSi2, 原位合成复合材料的氧化抗力好于传统的热压商用MoSi2粉末和SiC 粉末混合物制备的复合材料(外加复合材料)。复合材料氧化膜相组成仅为非晶SiO2, 材料的氧化过程主要是O2与MoSi2的作用, SiC 未发生氧化。材料在700℃下仍发生硅、钼的同时氧化, 因MoO3的挥发较快没有晶须形成,因而在材料表面快速形成一薄层连续、致密的非晶SiO2保护膜, 使材料表现出优异的长期抗氧化性。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 分别制备了含有M型和Z型硅土的两种丙烯酸聚氨酯复合涂料。喷涂在热浸镀锌钢板上的涂料形成的涂层,具有良好的力学性能。添加M型和Z型硅土的涂层,其耐磨性比空白涂层分别提高了57.1%和85.7%,硬度提高了14.5%和41.8%。用盐雾试验和电化学阻抗谱考察了两种涂层的耐腐蚀性。结果表明,添加两种硅土的涂层具有更好的耐腐蚀性。其原因是,两种硅土具有微米粒状氧化硅与纳米片状高岭土的组合结构,纳米片状高岭土含量的提高有利于改进抗渗透性和力学性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用电弧喷涂技术在Q235 钢板上喷涂锌铝合金涂层, 用硬脂酸/乙醇的表面修饰技术在锌铝合金涂层表面构筑了一层超疏水膜。用接触角测量仪(OCA-20), 扫描电子显微镜(SEM)和智能型傅立叶红外光谱仪(ATR)等手段表征了涂层修饰前后的润湿性、表面形貌以及化学结构, 并用三电极体系电化学工作站(Solartron analytical)对硬脂酸表面修饰前后锌铝涂层进行了阻抗谱和极化测试。结果表明: 热喷涂锌铝涂层具有微/纳复合结构, 修饰前涂层表现为亲水性, 因为金属涂层具有高表面能; 经过硬脂酸表面修饰后涂层的静态接触角达到153.2°, 滚动角小于10°; 红外分析结果表明, 锌铝涂层表面由大量的疏水性烃基长链组成, 有超疏水作用; 腐蚀测试结果表明, 修饰处理能明显提高锌铝涂层的防腐蚀性。涂层表面形成的超疏水膜阻碍了界面电化学反应腐蚀产物的脱落与溶解, 提高了电荷转移电阻, 降低了电流腐蚀密度, 从而提高了涂层的防腐蚀性。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 2011年四川西昌地区月普一回线在覆冰气象条件下发生断线事故。基于现场调查资料,LGJ-630/45钢芯铝绞线截面上的12根铝线为平齐的脆断断口,其余均为典型韧断断口。本文基于有限元法的ANSYS计算平台,从悬垂线和大挠度弯曲梁单元模型的静力学角度及梁单元模型的动力学角度分析了断线原因。研究表明:事故现场采集的脆性平断断口系疲劳所致,导线先因疲劳产生低应力脆断平断口,引起有效截面减小,继而发生应力过载断裂,产生杯锥状韧性断口。事故发生原因为覆冰及脉动风使导线运行应力由55.4MPa增至97.9MPa。在脉动风作用下,导线发生一阶共振,促使非对称疲劳的疲劳载荷应力均值增大,大大降低了导线的疲劳寿命,部分铝线发生断股,引起导线有效截面减小,使其运行应力超过导线破坏应力,最终导致导线过载韧断。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 高温腐蚀性环境是发动机热端部件热障涂层出现机械应力失配和氧化锆晶型变化从而发生失效的主要原因之一。本文通过共沉淀-煅烧法制备了Yb/Y双掺杂氧化锆粉体,压片烧结后进行高温熔盐(CaO-MgO-Al2O3-SiO2,CMAS)腐蚀实验,利用XRD、SEM及EDS等表征手段对腐蚀过程中元素的扩散和物相、形貌的变化进行研究。结果表明,氧化锆晶格中的Yb在腐蚀过程中先于其他元素与CMAS反应而流失(从氧化锆晶格扩散至腐蚀剂中),但Yb的流失能减缓Y元素的偏析,从而稳定亚稳四方相氧化锆(t′-ZrO2);Yb的最优掺杂量为5%,此时腐蚀反应产生的单斜相氧化锆(m相)的含量最少。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 对不同体积分数的片状镍粉氟碳涂层进行盐雾实验、电化学测试及分析和水蒸气透过率测试, 研究了片状镍粉体积分数对氟碳涂层抗渗透性能的影响。结果表明: 镍粉的体积分数为5%时涂层的综合性能最好, 镍粉体积分数大于15%时涂层的抗渗透性能随着镍粉体积分数的增大而降低。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 人类认知由微生物导致的金属腐蚀现象距今已有一个多世纪的历史。最近20年,微生物腐蚀(Microbiologicallyinfluencedcorrosion,MIC)已成为金属腐蚀的一个研究热点。因为缺乏对MIC机理的深入了解和认识,人们甚至认为MIC是腐蚀领域中的一个“谜”。因此,迫切需要了解MIC的发生机理。最新的研究结果表明,金属的微生物腐蚀在本质上是一个生物电化学过程。在微生物与金属并存的环境中,当电子供体(如碳源)不存在或消耗掉之后,微生物用金属代替碳源获取电子,导致金属发生微生物腐蚀。另外一种腐蚀机理是,微生物的代谢产物(比如有机酸)导致金属腐蚀。腐蚀是一个能量释放的反应过程,微生物通过腐蚀金属得到维持其生命所必需的能量。目前,电化学方法已应用于微生物金属腐蚀研究,学者们提出了诸如“阴极去极化”等经典理论。但单纯从电化学角度研究微生物腐蚀金属可能得到一些片面的结论。随着对这一领域研究的不断深入人们认识到必须结合生物能量学以及生物电化学方面的知识,以更好地理解微生物影响金属腐蚀的进程。本文总结这方面的最新研究进展,并着重介绍“生物催化阴极还原”理论(Biocatalyticcathodicsulfatereduction,BCSR)和“电化学微生物腐蚀”理论(Electricalmicrobialinfluencedcorrosion,EMIC)等最新的金属微生物腐蚀机理。本文主要从生物能量学和生物电化学方面介绍金属微生物腐蚀机理研究,这是目前国际上一种新的研究方法和思路。BCSR就是依据这一思路解释了微生物为什么和怎样腐蚀金属这一MIC研究领域中的这一难题。