深潜器结构材料腐蚀行为的研究现状

制约深潜器安全服役的重要因素是结构材料的腐蚀失效问题。综述了深海腐蚀主要影响因素的特点及其对金属和合金材料腐蚀行为的影响作用,介绍了深海腐蚀试验方法,分析了深海环境下实海暴露腐蚀行为和模拟深海环境室内加速腐蚀行为,提出了未来深潜器结构材料腐蚀行为的研究建议。     

静水压与溶解氧耦合作用对低合金高强钢腐蚀电化学行为的影响

采用动电位极化测试和扫描电子显微镜/能谱仪表征, 通过理想动电位极化曲线分析方法和微观腐蚀形貌观察研究了静水压与溶解氧耦合作用对低合金高强钢在质量分数为3.5% NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响. 结果表明: 随着静水压和溶解氧溶度的同时增大, 腐蚀电位先增高而后逐渐降低, 腐蚀电流呈非线性增长; 静水压与溶解氧在腐蚀过程中存在相互竞争抑制关系, 在静水压与溶解氧同时增长过程中, 溶解氧首先促进阴极反应过程并抑制阳极反应过程, 而后静水压逐渐加速阳极过程并对阴极反应过程有一定的抑制作用; 静水压与溶解氧耦合作用加速了腐蚀产物膜的生长, 增加了低合金高强钢表面点蚀坑的数量和生长尺寸.      

自蔓延纳米炸药制备及压药参数影响

在压药工艺安全性分析、炸药理论密度计算、传统压药模具改造的基础上,通过均匀粉体制备和压药工艺,制备了自蔓延纳米炸药药柱。分析了工艺参数对压药密度的影响,发现增大压制压力、适当提高加压速度、采取多次加药的压药方法能够提高压药密度。此项研究为制备高密度纳米炸药提供了参考。     

SHS自重法制备陶瓷内衬复合细长管

针对传统SHS法制备陶瓷内衬小口径管中陶瓷熔涂长度过短的问题,开发了制备复合细长管的新工艺。以Al粉和Fe2O3粉为反应原料,混合均匀后配合钢棒装填粉末,使粉料中形成空腔,反应时不锈钢管与地面呈80°夹角。结果表明:新工艺能够解决反应产物堵塞管道和管壁烧穿的问题,显著提高体系的燃烧速度,增加陶瓷的熔涂长度。钢管内壁均已涂上陶瓷,涂层厚度为1.2~1.5mm。涂层中气孔少,不存在凝固缺陷,可防止腐蚀性液体对基体的侵蚀。     

工艺参数对SHS法制备TiC-Ni(Mo)金属陶瓷复合材料的影响

为了研究预压坯相对密度、预热温度、反应物配比、孔隙率等工艺参数对TiC-Ni(Mo)铝基金属陶瓷复合材料高温合成过程的影响作用,采用自蔓延燃烧合成(SHS)技术在7A52铝合金表面制备了TiC-Ni(Mo)金属陶瓷复合涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)对涂层的物相结构进行了分析。结果表明:体系的燃烧速度随预压坯相对密度的提高呈先增后减的趋势,预压坯的最佳相对密度约为55%;体系的燃烧温度随预热温度增长而增长,最佳预热温度区间在400~450K;体系的绝热温度随体系中Ni-Mo含量的提高而降低,最合适的配比方案为TiC-20Ni(Mo)。     

医用钢316L表面制备TiC/Ni涂层的反应喷涂锻造工艺

为使粉末反应喷涂技术实用化,提出并研究了反应喷涂锻造工艺。将Ti、C粉按化学计量配制,并加入少量Ni,混合后压成棒材作为喷涂材料。以铝包镍为过渡层,采用陶瓷棒喷枪,进行氧乙炔火焰反应喷涂锻造工艺试验,在316L钢板表面制备了TiC/Ni金属陶瓷涂层。工艺参数为:基体预热温度300~400℃,乙炔压力0.12~0.13MPa,乙炔流量0.7~0.8m3/h,氧气压力0.4~0.5MPa,氧气流量1.3~1.4m3/h,空气压力0.4~0.8MPa,喷涂角度90°,喷涂距离100~150mm。涂层经锻造气孔减小,与基体结合紧密,耐磨性能提高。实测锻造涂层的弹性模量147.79GPa,基体弹性模量202.99GPa。锻造试样涂层在不同载荷下的维氏硬度为541HV0.1、542HV0.2、499HV0.5,能够满足作为植入件的硬度要求。