两种合金在氯化物熔盐中腐蚀行为研究

氯化物熔盐是太阳能热发电储热系统具有前景的储热介质,但其对金属材料具有很强的腐蚀性。研究了太阳能热发电系统两种常用材料316L不锈钢和Inconel 625合金在900℃的NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2熔盐中的腐蚀行为,采用XRD、带有能谱分析系统的扫描电镜分析了腐蚀产物的相组成和形貌。研究结果表明:两种材料在氯化物熔盐中均腐蚀严重,但在碱土金属氯化物熔盐(MgCl2、CaCl2)中的腐蚀程度要比它们在碱金属氯化物熔盐(NaCl、KCl)中严重得多。与Inconel 625合金相比,316L不锈钢在同种氯化物熔盐中的腐蚀速度较快。造成这种现象的原因是316L不锈钢表面的腐蚀产物FeCr2O4和Fe3O4比Inconel 625合金表面的腐蚀产物更易在氯化物熔盐中溶解。研究结果将有助于太阳能热发电系统的选材和发展腐蚀防护技术。     

8367、904L和316L奥氏体不锈钢的耐点蚀性能研究

为了研究8367、904L和316L奥氏体不锈钢在不同环境下的的耐点蚀性能,采用电化学试验和浸泡腐蚀试验,从点蚀当量、临界点蚀温度、点蚀电位和腐蚀速率等方面进行了分析。结果表明：8367、904L和316L不锈钢在3.5%NaCl溶液中的临界点蚀温度分别为66,50,15℃;随着介质温度的升高,8367的临界点蚀点位无明显变化,904L和316L的临界点蚀点位则逐渐降低,且E_b（8367）>E_b（904L）>E_b（316L）;8367不锈钢在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中均具有较低的腐蚀速率,且随着温度升高,腐蚀速率无明显变化;904L和316L在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中的腐蚀速率均大于8367,且随着温度升高,904L和316L的腐蚀速率大幅度增大。     

纳米晶304不锈钢板材的深度轧制技术及其力学与腐蚀性能研究进展

介绍了采用深度轧制技术制备的纳米晶304不锈钢板材的力学与腐蚀性能。与普通304不锈钢相比,纳米晶304不锈钢的屈服和抗拉强度同时提高,且延伸率30%以上,拉伸性能提高。相同变幅度条件下,纳米晶304不锈钢应变疲劳的疲劳寿命和疲劳强度同时提高,抗应变疲劳性能提高。在650℃下、Na Cl-Na2SO4混合熔盐和不同浓度盐酸溶液中,纳米晶304不锈钢局部腐蚀阻力提高、腐蚀速度减少并形成致密氧化膜,耐腐蚀性能提高。从纳米晶和普通304不锈钢的价电子结构以及氧化膜电子结构的角度,分析了纳米晶304不锈钢耐腐蚀性能提高的本征因素。     

316L不锈钢在不同浓度Cl-和CO2条件下的腐蚀行为

为了探明在辽河油田采出水环境中Cl^-和CO₂对316L不锈钢腐蚀行为的影响,通过浸泡实验、交流阻抗(EIS)和极化曲线技术分别研究了不同Cl^-浓度和CO₂分压对316L不锈钢的影响,其中Cl^-浓度梯度为0,0.030 0,0.051 5,0.070 0 mol/L,CO₂分压为0.2,0.4,0.6 MPa,并结合X射线衍射技术(XRD)对腐蚀产物进行了分析。结果表明：Cl^-浓度的增大使容抗弧直径减小,弥散指数降低,腐蚀情况加剧;容抗弧的直径随着CO₂分压的增大先变小后变大,弥散指数先降低后升高,腐蚀情况先加剧后减缓。这是由于Cl^-会破坏316L表面的钝化膜,而CO₂会与基体反应生成FeCO₃,随着CO₂分压升高,FeCO₃保护膜愈加致密。     

光热发电用熔盐及储盐材料腐蚀行为研究进展

集中式太阳能(CSP)光热发电技术利用可再生清洁能源太阳能将热能转化为电能,具有良好的应用前景。对于CSP技术,熔盐是吸热、储热介质,熔盐和储盐材料的研究及发展是关键。从腐蚀动力学、腐蚀产物、熔盐本征等角度分析了不同储盐材料在熔融硝酸盐、碳酸盐、氯盐和氟盐等几种熔盐介质中的腐蚀行为,最后对太阳能光热发电用熔盐及储盐材料进行了总结与展望。     

2205和316L不锈钢在钾钠混合熔盐中的腐蚀行为

为了研究不同种类不锈钢在混合熔盐中的高温腐蚀行为,在不同温度的钾钠混合熔盐(KCl+Na2SO4+K2SO4)中通过对2205双相不锈钢和316L不锈钢进行不同时长的静态腐蚀试验,研究了2种材料的物相组成以及表面腐蚀形貌、微区成分和腐蚀动力学曲线.结果 表明:2种材料均发生了氧化腐蚀,它们都具有相似的抛物线腐蚀动力学特征,随腐蚀时间的延长,单位面积内腐蚀增重先快速增长后缓慢增长.在600℃和650℃高温腐蚀24 h后,2205双相不锈钢和316L不锈钢有类似的高温腐蚀规律,质量损失分别达到5 mg/cm2左右和8 mg/cm2左右;在700℃下316L不锈钢的腐蚀速率明显低于2205双相不锈钢,这是由于在钢表面较快地形成了NiCr2O4 NiFe2O4和NiO的腐蚀产物层,它们可以有效地减缓腐蚀速率,从而对基体起到了良好的保护作用.     

氯化盐混合物的配制及热物性研究

选取NaCl、KCl和LiCl 3种熔盐,采用静态熔融法配制了9种二元混合氯盐和36种三元混合氯盐,分别对其相变温度及相变潜热进行实验研究。结果表明:二元混合氯化盐的相变温度在340℃左右,当KCl与LiCl的质量比为1∶1时,相变潜热最大为219.9J/g;三元混合氯化盐相变温度在350℃左右,当NaCl、KCl与LiCl的质量比为1∶5∶4时相变潜热最大为189.4J/g。对2种优选出的混合氯化盐进行5次连续加热与冷却实验,研究表明2种混合氯盐都具有良好的热稳定性。研究结果可为氯化盐混合物在太阳能储能领域的使用提供参考和依据。     

纳米Al2O3和TiO2改性有机硅涂层对304不锈钢高温氧化行为的影响

本文以纳米Al₂O₃和TiO₂为主要填料,采用物理混合方法制备了两种纳米改性有机硅涂料,将涂料喷涂于马口铁和304不锈钢表面并室温干燥,获得了两种涂层样品。测试了两种涂层的常规机械性能,研究了600℃空气中涂层对304不锈钢抗氧化性能的影响。结果表明：两种涂层均具有良好的附着力、柔韧性和耐冲击性能。两种涂层均能有效减缓304不锈钢在600℃下的氧化;当纳米Al₂O₃和TiO₂含量比例为4:1时,纳米改性有机硅涂层对304不锈钢的防护效果最佳。     

真空烧结制备316L不锈钢纤维/HA复合生物材料及其理化性能

用真空烧结成功制备了不同成分316L不锈钢纤维/HA复合生物材料和316L不锈钢纤维/HA-ZrO₂ (CaO) 复合生物材料,并通过金相显微镜、SEM、EDXA分析了材料的微观结构、断裂性能和微区元素含量。结果表明:不锈钢纤维和纳米ZrO₂ (CaO) 粒子对复合材料具有增强和增韧的作用。综合考虑认为,20% 316L不锈钢纤维/HA-ZrO₂ (CaO) 复合材料的性能最优,其抗弯强度和抗压强度分别为140.1MPa和348.9MPa。316L不锈钢纤维/HA-ZrO₂ (CaO) 复合材料抗弯强度随316L 不锈钢纤维直径和长度减小而增大,且纤维长度对抗弯强度的影响略大于纤维直径的影响。复合材料微观组织随HA粉末和316L不锈钢纤维成分变化呈规律性变化,没有出现明显的裂纹或孔隙,HA和316L不锈钢纤维结合紧密,界面平整,两相融合程度较高。5% 316L不锈钢纤维复合材料表现为脆性断裂,而10%、20%、40% 316L不锈钢纤维复合材料均表现为韧性断裂,且韧性程度随316L不锈钢纤维含量依次增加。基体与韧化相均相对独立,二者之间不发生任何化学反应,基体HA中发生微量的Fe元素扩散,但在316L不锈钢中不发生基体的扩散。      

碳钢和不锈钢在二氧化碳捕集封存与利用装置中现场挂片腐蚀性能研究

为了研究二氧化碳捕集封存与利用(CCUS)中碳捕集单元用材料的耐腐蚀性，选用Q355、304L和316L 3种金属材料，在火电厂胺法碳捕集单元和烟囱中的8个典型位置进行现场腐蚀挂片试验，采用失重法计算3种材料在8个测试点的腐蚀速率，观察腐蚀后的宏观和微观形貌，用X射线衍射(XRD)分析Q355表面腐蚀产物。结果表明：304L在烟囱内会发生露点腐蚀和点蚀；304L和316L在胺法碳捕集单元中腐蚀速率很低，无点蚀发生，可作为胺法碳捕集装置的选材；Q355胺法碳捕集单元中，液相的腐蚀性整体高于气相的腐蚀性，低温富胺液的腐蚀性强于低温和高温贫胺液的腐蚀性，在富胺液中的腐蚀产物以FeO(OH)为主，在贫胺液中生成的腐蚀产物以Fe₃O₄为主。     

Effects of chloride ions on electrochemical reaction of 316 stainless steel in mixtures of molten nitrate salts

Effects of chloride ion on decomposition of ternary nitrate and corrosion behaviors of 316 stainless steel (316 SS) were studied by electrochemical corrosion tests in molten salt. Chemical composition and morphology of the corrosion products were analyzed using x-ray diffraction and scanning electron microscopy equipped with energy disperse spectroscopy. Composition analysis for molten salt combined with morphology analyses of corrosion layer showed that presence of chlorine ions slowed down decomposition of ternary nitrate and increased corrosion rate of stainless steel markedly. The polarization curve obtained indicated that the corrosion current density increased from 3.02 mA ⋅ cm⁻² to 8.76 mA ⋅ cm⁻² with the addition of 10 % NaCl. Electrochemical impedance spectroscopy indicated a decrease in charge-transfer resistance of the double layer between 316 SS and ternary Nitrate containing 10 % NaCl, resulting in a decreased corrosion resistance of 316 SS.     

等离子体渗氮时间对304不锈钢腐蚀行为的影响研究

为改善304不锈钢在Cl-环境中的局部腐蚀性能,采用热丝增强等离子体非平衡磁控溅射技术,对其进行离子渗氮。利用扫描电镜、X射线衍射仪及电化学工作站,对不同渗氮时间下304不锈钢渗氮层的组织、结构及耐蚀性能进行了研究,并讨论了相关的腐蚀过程及耐蚀机制。结果表明,等离子体渗氮对304不锈钢的耐蚀性能有显著影响。经2 h渗氮后,304不锈钢的腐蚀电位从-257提高至-128 mV,阻抗模值较基体提高了3个数量级。而腐蚀电流密度则从7.94×10^-7降低至5.21×10^-8A/cm²,腐蚀失重从837.65 g/m²·a^-1降至159.46 g/m2·a^-1,不锈钢的耐蚀性能得到显著提高。然而,当渗氮时间延长至4 h时,由于多余的N原子与Fe原子相结合形成Fe₃N。γ_N相与Fe₃N相构成电偶,形成腐蚀微电池,使腐蚀电位显著降低,腐蚀电流密度和腐蚀失重明显增加,从而降低了不锈钢的耐蚀性能。在本实验中,渗氮2 h的304不锈钢在含Cl^-溶液中的耐蚀性最佳。     

温度对建筑用316L钢磁控溅射AlTiCrN涂层组织和热腐蚀的影响

Al发生氧化后可以生成具有致密组织结构的氧化膜层,能够显著改善钢基体的耐高温氧化性能。通过磁控溅射方法制得AlTiCrN涂层,以Na₂SO₄作为腐蚀介质对其进行了热腐蚀性能测试。研究结果表明:形成了具有致密结构的涂层,存在许多短棒状颗粒,发生了丘陵起伏。相邻颗粒形成了紧密排列的状态,并未产生微孔或裂纹。涂层达到了接近70μm的厚度,获得更强的膜基结合效果,有效避免涂层发生剥落情况。以900℃进行Na₂SO₄盐腐蚀中,产生了剥落的腐蚀产物,重量发生了负增长,达到了更大的腐蚀速。经过100 h处理时只达到0.51 mg/cm²的腐蚀增重,表明涂层可以发挥优异耐热腐蚀效果,从而对钢基体组织发挥良好保护作用。900℃时进行硫酸钠盐腐蚀处理时,氧化物出现了碱性溶解结果,涂层形成蜂窝结构,产生更多腐蚀坑。     

Surface modification of aluminum alloys in molten salts containing CeCl3

A process for surface modification of A16061-T6 has been carried out in molten salts containing Ce such as a NaCl---SnCl₂---CeCl₃ melt at 200 °C. Samples treated in molten salts for 2 h were subsequently exposed to a NaCl solution for 30 days to evaluate resistance against pitting corrosion. The coating mechanism in molten salts and the pitting corrosion behavior of the coated material have been studied by electrochemical impedance spectroscopy. The results show that this coating technique enhances the pitting corrosion resistance of aluminum alloys in contact with sea water.     

硅酸镱环境障涂层抗熔盐腐蚀行为与机制研究

稀土硅酸盐环境障涂层(EBC)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料, 但其在高温熔盐环境的腐蚀行为与机制尚不明晰。本工作采用真空等离子喷涂技术(VPS)制备了Yb₂SiO₅/Yb₂Si₂O₇/Si环境障涂层, 并研究了该涂层体系在900 ℃、Na₂SO₄+25% NaCl(质量分数)熔盐环境中的腐蚀行为与机制。研究发现, 所制备的Yb₂SiO₅/Yb₂Si₂O₇/Si涂层体系结构致密, 各层之间结合良好; 涂层体系腐蚀240 h, 熔盐组分渗透Yb₂SiO₅涂层, 在Yb₂Si₂O₇中间层发生富集。涂层中Yb₂SiO₅相具有良好的稳定性, Yb₂O₃第二相与熔盐发生反应, 且随腐蚀时间延长, Yb₂O₃含量减少。中间层Yb₂Si₂O₇相与熔盐反应生成磷灰石相NaYb₉Si₆O₂₆和钠硅酸盐, 并产生Cl₂和SO₂等挥发性物质, 从而影响服役寿命。硅黏结层中未发现熔盐渗透现象, 保持完整。该涂层体系具有良好的抗熔盐腐蚀性能。     

太阳能热发电储热器防护涂层的制备及其性能

为了提高太阳能热发电中高温储热器的使用寿命,在310s不锈钢容器表面制备了3种防护涂层,研究了3种涂层的抗热震性能、力学性能和对相变储能材料Al-12.07%Si熔融液的耐蚀性能.结果表明,3种涂层抗热震性能好,与基体结合强度较高;在一定温度下具有较好的耐蚀性,有利于延长容器的使用寿命.     

不锈钢表面阴极微弧电沉积氧化铝膜层的性能

以0.4 mol/L Al（NO₃）₃乙醇溶液为电解液,用阴极微弧电沉积方法在304不锈钢表面制备了80μm厚的氧化铝膜层。分析了膜层的形貌、成分和相组成,测试了膜层的抗高温氧化和电化学腐蚀性能。结果表明.电沉积膜层由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃组成。膜层中含有少量的Fe、Cr、Ni元素,表明膜/基界面附近的不锈钢基体在微弧放电作用下也参与氧化铝膜层的沉积和烧结过程。氧化铝膜层使不锈钢在800℃恒温氧化速率明显降低,表明其抗高温氧化性能得到提高。同时,其腐蚀电位正向移动,腐蚀电流密度降低1个数量级,表明其耐腐蚀性能得到提高。     

超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层的高温硫腐蚀性能

超（超）临界机组锅炉管在硫含量较高的烟气环境中常遭受严重的高温硫酸盐及硫化腐蚀,成为锅炉安全的隐患。在2Crl3不锈钢表面利用超音速火焰喷涂（HVOF）制备了NiCr金属陶瓷涂层（1375VM和TPRI—A）,并用超音速电弧喷涂（SWAS）制备传统45CT涂层以作比较,研究了各涂层在700℃,H2—1％H2s环境中的硫...     

纳米材料改善硝酸熔盐传蓄热性能的研究进展EI北大核心CSCD

聚光式太阳能热发电是解决能源和环境矛盾的理想途径,传热蓄热技术是光热发电的重要环节,在此需要解决的关键问题是传热蓄热介质。熔盐作为储蓄热介质具有明显优势。国内外运行的光热电站中大多使用二元硝酸熔盐(Solar salt)与三元硝酸熔盐(Hitec),但二者传蓄热性能均欠佳,影响了太阳能的利用效率。纳米材料的独特空间结构,使其具有优异的导热性能、良好的稳定性等,将其作为添加剂引入到硝酸熔盐体系中,有望改善材料的传热蓄热等热物性能,进而提高太阳能光热利用的效率,降低发电成本。本文综述了纳米金属粒子、纳米金属氧化物、纳米碳材料和其他无机纳米材料作为添加剂掺杂到硝酸熔盐体系中的相关研究,论述了改性后熔盐热物性的变化并探讨了作用机理,以期为制备优异热性能的储能熔盐提供参考。未来的研究可重点关注热物性测试、传热机理、构效关系和工业化中试,将具有优异的传蓄热性能的硝酸熔盐应用在太阳能光热发电领域,在清洁能源开发利用方面发挥更重要的作用。