铝合金在盐水环境中腐蚀性能的电化学研究

为了深入研究温度对铝合金材料的腐蚀行为和机理,采用盐水腐蚀方法研究了其在高温条件下的电化学特性及腐蚀机理.选用7A04和5A06铝合金作为研究对象,在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中,利用增重法、蔡司显微镜并结合电化学测试方法研究了其在20~80 ℃范围内的腐蚀性能,分析了腐蚀产物的微观形貌,探讨了腐蚀机理.结果表明：两种铝合金试样的腐蚀速率均随温度升高而增大.在Tafel极化曲线图中,对于同一种铝合金,自腐蚀电位随腐蚀温度增加向负方向移动,自腐蚀电流密度和年腐蚀深度随腐蚀温度增加而减小.对同一腐蚀温度下的两种铝合金,5A06铝合金自腐蚀电位低于7A04铝合金,腐蚀电流密度和年腐蚀深度均小于7A04铝合金.电化学阻抗图谱中,两种铝合金在不同条件下的Nyquist图均存在一个容抗弧,极化电阻随腐蚀温度增加而减小.对于同一种铝合金,在3.5%氯化钠溶液中的腐蚀速率会随着温度的升高而增大;在同一腐蚀温度下,5A06铝合金比7A04铝合金更容易发生腐蚀,但腐蚀速率比7A04铝合金慢.     

新型表面活性剂对铝合金的复配缓蚀行为

以异丙基亚氨基(>NCH(CH3)2)作为连接基团,通过二步法合成了一种新型双季铵盐阳离子表面活性剂--二[2-羟基-3-(十二烷基二甲基季铵基)丙基]-异丙胺二氯化表面活性剂,进而用各种实验方法对合成产物进行结构表征;分别将其与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和稀土元素氯化铈进行复配,研究复配体系对铝合金在盐酸溶液中的缓蚀性能和机理。结果表明:两复配体系均能产生良好的协同作用:当合成产物与SDBS配比为3∶4时,缓蚀效率为97.4%;当合成产物与氯化铈配比为1∶1时,缓蚀效率为96.4%。合成产物与SDBS复配的缓蚀机理为利用静电吸附作用在铝合金表面形成致密吸附膜;合成产物与氯化铈复配的缓蚀机理为氯化铈可先在溶液中形成配合物,该配合物进一步吸附于金属表面从而起到协同缓蚀作用。     

Zr和Mo双掺杂γ-TiAl基合金的稳定性与延性预测

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了Zr和Mo原子双掺杂γ-TiAl合金体系的几何结构、总能量、原子平均形成能、弹性性质、电荷密度分布和布居数。通过对形成能的计算和分析,预测各双掺杂体系均具有能量稳定性,并且Zr原子始终倾向于替代Ti原子,Mo原子的替代倾向不明显。通过对轴比、弹性模量比、电荷密度分布、电荷布居数以及重叠布居数的综合分析,发现Ti_(11)ZrAl_(11)Mo和Ti_(11)MoAl_(11)Zr体系的延性相比纯γ-TiAl体系均有较大改善,并且双掺杂体系的改善效果较单掺杂更为突出。根据弹性模量比和布居数的分析结果预测,Ti_(12)Al_(10)ZrMo可能是一种延性较好的材料。     

Zr替位掺杂γ-TiAl的稳定性和热学性质研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了γ-TiAl和过渡金属Zr替位掺杂γ-TiAl形成的Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系的几何结构、总能量、结合能、声子谱和热学参量。通过对几何结构和结合能的计算分析揭示Zr替位掺杂γ-TiAl能够改善材料的稳定性和延性。能带结构和态密度表明Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系具有金属导电性。计算的声子谱显示Ti7ZrAl8体系具有很好的稳定性。计算结果显示Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系均具有较大而且稳定的高温热容量和热导率,比γ-TiAl有显著的改善。Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系的较大的热容量和热导率都有利于γ-TiAl基合金的技术应用。     

Ti-6Al-4V钛合金在氢氟酸-硝酸体系下的缓蚀行为及机理

本工作利用失重法、扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜和电化学方法研究金莲橙OOO、铜铁灵、硫脲对钛合金在氢氟酸-硝酸混合溶液中的缓蚀作用,并通过接触角、表面张力法、红外光吸收谱(FTIR)研究缓蚀过程与机理。失重法、SEM测试和电化学方法都表明,当酸洗液中的氢氟酸与硝酸浓度比为1∶37.5时,三种缓蚀剂缓蚀效果排序为:金莲橙OOO铜铁灵硫脲。金莲橙OOO浓度越高,钛合金表面呈现的疏水性越强,缓蚀效果越好。表面张力随缓蚀剂浓度的增加呈线性减小趋势,达到临界胶束浓度后,钛合金表面的缓蚀剂分子吸附速率达到平衡,表面张力变化逐渐稳定,此时吸附效果最好。金莲橙OOO属于综合吸附膜型缓蚀剂,通过多中心吸附的方式生成大面积疏水膜,其缓蚀效果最好且随着浓度的增加而增强,在最佳浓度1.2 mmol/L下可保证钛合金的腐蚀失重在5.5 mg/cm~2左右,缓蚀率为79%。     

一个新的多翅膀混沌系统分析与同步

提出了一个新的三维自治混沌系统,通过分析系统的李亚普诺夫指数谱和分岔图可得新系统具有如下性质： 双恒李亚普诺夫指数谱混沌锁定,锁定后的混沌系统的幅值和相位可调节．根据该混沌系统的平衡点和吸引子的拓扑结构,通过构造偶对称多分段平方函数族,可实现在某一方向上扩展指标2的鞍焦平衡点,从而实现多翅膀的扩展．设计了混沌电路实现,验证了电路实现与仿真结果的一致性．最后针对扩展后的多翅膀混沌系统,通过选取合适的驱动信号,达到响应系统与驱动系统混沌同步,并通过仿真验证了所得的结果．     

La和Zr双掺杂γ-TiAl基合金延性与电子性质的第一性原理研究

以密度泛函平面波赝势方法为基础,计算研究了16个La和(或)Zr替代掺杂γ-TiAl体系(S_1,S_2,S_3,S_4,S_(51)~S_(55),S_(61)~S_(65),S_7和S_8)的结构与性质。对平均形成能的计算分析表明,它们均有较好的能量稳定性;根据弹性常量和Born-Huang判据预测,除S_(61)外,15个掺杂体系均具有力学稳定性,预报它们是可以实际制备并稳定存在的。通过对比各体系的弹性模量比,发现La和Zr双掺杂体系的延性(特别是S_(51),S_(52),S_(63)和S_(64))明显改善,且双掺杂体系的延性与杂质原子的相对位置关系不大。布居数、电荷密度分布计算和分析揭示,La和Zr双掺杂γ-TiAl体系各向同性程度提高、延性改善的原因在于体系中Ti 4s→3d,Al 3s→3p电荷转移明显减少、自由电子数量增多,导致p-d轨道杂化作用减弱,Al(La,Zr)-Ti共价键数量减少和Ti-Ti共价键结合强度显著增强,化学键Al-Al,Ti-Ti和Al-Ti的强度明显趋同、金属性增强。     

激光选区熔化Ti6Al4V粉末层结构对能量吸收率影响的数值分析

利用COMSOL软件,基于射线追踪方法建立粉末层中激光能量吸收行为的三维介观尺度模型,研究Ti6Al4V粉末粒径、粉末层厚度、粉末空间分布和粒径分布对激光选区熔化工艺中能量吸收率的影响,并探究激光能量在粉末层中的传输规律.结果 表明,粉末粒径在5～60μm之间时,密排堆垛粉末层能量吸收率在63.06％～63.24％之间...     

酸性盐溶液中复合缓蚀剂对304不锈钢缓蚀作用的研究

为了研究不同缓蚀剂及复合型缓蚀剂对304不锈钢在酸性(pH=1)3.5%氯化钠溶液中的最佳缓蚀效果、最佳复配效果和最佳复配比例,采用失重法、电化学方法、表面形貌观察法、表面接触角和表面张力等表征方法对咪唑、硫脲、铬酸钾这三种物质的缓蚀效果及复配效果进行了研究.结果表明:失重法和表面形貌观察法均显示出三种物质都有一定的缓蚀效果,其缓蚀效率的大小关系为:硫脲铬酸钾咪唑,最佳缓蚀时间为24 h;通过极化曲线Tafel外推法、电化学阻抗谱法和表面形貌观察法等均可得出最佳复配效果为硫脲与铬酸钾复配;将100 ppm的硫脲5 mL和100 ppm的铬酸钾5 mL进行复配时(复配比为1∶1)通过表面接触角和表面张力的方法可得最小接触角为46.5°,最小表面张力71.9 mN/m,故最佳复配比为1∶1,即在硫脲与铬酸钾配比为1∶1且时间为24 h时,这种复合型缓蚀剂对304不锈钢的缓蚀效果最佳.     

金属表面制备绿色环保防腐膜技术的研究进展EI北大核心CSCD

金属表面防腐技术一直是工业工程领域的关注重点。随着科技进步和对环境保护的关注,对绿色环保的要求也逐渐成为当前金属表面防腐技术的重要指标之一。本文综述了近年来金属表面绿色环保防腐涂层制备技术的研究进展。在综合国内外文献基础上,对金属表面防腐涂层中3种典型新技术,即自组装膜技术、缓蚀剂以及分子筛膜技术的分类、特点和应用、防腐机理等进行了讨论。指出了涂层添加剂和石墨烯涂层等其他可行的绿色环保防腐涂层技术,以及自组装膜技术、缓蚀剂以及分子筛膜技术在体系构建、工艺优化以及复合涂层设计等方面的发展趋势。