低熔点混合熔融盐腐蚀性研究

该文作者所在课题组在Solar Salt的基础上成功研制出一种低熔点(85.4℃)、高分解温度(612℃)的四元混合熔融盐(Ca(NO3)2、KNO3、Na NO3、Li NO3的质量比为2∶6∶1∶2)。但该熔融盐与金属材料的相容性未知,为弄清所研制四元混合硝酸盐与金属材料的相容性规律,采用失重法分别测量5种不同材料(不锈钢201、304、321、316L及碳钢)在不同温度混合硝酸盐中的腐蚀速率。结果发现,混合硝酸盐对不锈钢316L腐蚀性最小,300℃和600℃时腐蚀速率分别为0.003 mm/a和0.20 mm/a,而对碳钢的腐蚀性最大。在此基础上,基于X射线衍射谱图对试验件表面腐蚀成分进行分析,探讨熔盐腐蚀机理,为熔盐在太阳能热发电中的实际应用提供依据。     

垃圾焚烧炉用热电偶保护套管Al(Fe,Ni)系金属间化合物涂层的制备与性能研究

针对垃圾焚烧炉用热电偶保护套管的腐蚀与防护问题开展研究,采用电弧喷涂Al+高温扩散的方法在1Cr18Ni9Ti基体上制备了层状分布的Al(Fe, Ni)系金属间化合物涂层,外层为Al₇₅Ni₁₀Fe₁₅金属间化合物相,Fe、Ni、Cr元素固溶置换形成了Al₃M型富铝相,内侧是均匀致密的Al(Fe, Ni)型金属间化合物单相层,呈柱状晶形态。该金属间化合物单相层平均显微硬度达到了836.1 HV0.1,在900℃下表现出了良好的抗盐腐蚀性能。     

铁酸铜尖晶石催化甲醛氧化的性能研究

通过溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法制备了系列Cu_xFe_3-xO₄尖晶石催化剂。采用XRD和XPS表征方法对催化剂晶相结构及表面元素价态进行了分析,考察了Cu_xFe_3-xO₄催化甲醛的氧化效率。采用密度泛函理论探究了甲醛吸附在CuFe₂O₄表面的最稳定构型和吸附机理。结果表明,Cu_xFe_3-xO₄催化剂主要由Cu-Fe尖晶石相和部分CuO、Fe₂O₃相组成。Cu_0.5Fe_2.5O₄催化甲醛氧化效率最佳,在温度高于250℃时氧化效率达到90%以上。甲醛在CuFe₂O₄(100)表面的吸附属于化学吸附,吸附能为 -107.15 kJ/mol。     

某700 MW锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及其防治措施

针对某电厂700 MW对冲式燃烧锅炉水冷壁腐蚀严重问题,对该锅炉高温腐蚀产生的原因进行了分析。在现场割取了腐蚀的水冷壁管,对其腐蚀垢层进行了X射线衍射(XRD)、能量色散X射线谱(EDS)和扫描电镜(SEM)分析,结果发现腐蚀产物中主要含有ZnS、FeS、Fe₇S₈、Fe₃O₄和α-FeOOH,推定此炉主要为硫化物型高温腐蚀,并制定了该锅炉的防治措施。     

Fe3+交联的预包覆Fe3O4纳米粒子改性rGO自支撑膜的储锂性能

本工作采用Fe³⁺对含有氧化石墨烯(graphene oxide,GO)预包覆Fe₃O₄的GO自支撑膜进行改性处理制备Fe³⁺诱导交联的预包覆Fe₃O₄纳米粒子复合热还原型氧化石墨烯自支撑膜(Fe³⁺@Fe₃O₄/r GO)。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段表征材料组成、结构与形貌,并研究Fe³⁺@Fe₃O₄/r GO自支撑膜作为锂离子电池负极的储锂性能。结果表明球状Fe₃O₄纳米颗粒被GO片层紧密包裹,且经过Fe³⁺诱导交联的Fe³⁺@Fe₃O₄/r GO自支撑膜稳定性显著提高;电化学结果表明,在电流密度为100 m A/g恒...     

杂质氯离子对新型四元硝酸盐腐蚀性的影响

为了探究低氯离子含量（0.01%~0.05%,质量分数）对熔盐与金属材料腐蚀过程的影响,该文采用失重法研究316L不锈钢与氯离子质量分数为0.01%、0.03%、0.05%的混合硝酸盐的腐蚀行为。结果发现,在经过360 h的腐蚀实验后,316L不锈钢在氯离子质量分数为0.03%的熔盐中具有最小的失重量,其为0.4381 mg/cm²。采用SEM、EDS、XRD等方法对316L不锈钢表面形貌进行分析,结果表明,在添加氯离子后不锈钢的腐蚀产物中出现Ca（OH）₂,在Ca（OH）₂的形成过程会消耗氢氧根离子,从而降低了不锈钢失重量。     

新型铁素体耐热钢抗蒸汽氧化性能对比研究

研究了新型铁素体钢G115钢及对比材料T92钢在650℃/27 MPa的超临界蒸汽中的氧化行为。氧化2 000 h后,用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析氧化膜表面及横截面形貌、微观结构和元素分布,用电子背散射衍射(EBSD)对氧化膜结构和物相进行表征。结果表明：G115钢的抗蒸汽氧化性能较T92钢优;2种铁素体钢氧化后生成的氧化膜结构类似,氧化膜可以分为3部分,氧化膜外层为粗大的柱状Fe₃O₄,氧化膜内层为Fe-Cr尖晶石和少量的Fe₃O₄,内氧化物区为FeO+Cr₂O₃混合物;氧化到2 000 h, 2种铁素体钢氧化膜外层中的孔洞增多,氧化膜中产生了贯穿性裂纹等缺陷,氧化膜的剥落倾向增大。     

镍基合金263、282在超700℃燃煤锅炉烟气中腐蚀行为研究

研究商用镍基合金材料263和282在700～800℃模拟燃煤锅炉烟气环境中的腐蚀行为。计算腐蚀前后镍基合金的质量变化,采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)分析腐蚀合金的微观形貌。结果表明：镍基合金的腐蚀行为包括氧化腐蚀、硫化腐蚀和硫酸盐腐蚀3种机制;腐蚀速率主要受硫酸盐腐蚀控制,熔融的硫酸盐共熔体对镍基合金造成全面腐蚀,合金基体以近似恒定的速率持续被溶解,合金的失重量随温度升高呈现先增加后降低的趋势;同时,硫元素向基体内部扩散并引起局部硫化,低熔点金属硫化物发生熔融,可能导致合金内裂纹的生成和生长;温度升高显著加剧了镍基合金的硫化腐蚀。     

不锈钢复合钢管的焊接工艺

1背景介绍 1．1不锈钢复合材料的用途 不锈钢复合材料是在碳钢或低合金钢基体上包覆一层不锈钢的双金属复合材料。适用于各种腐蚀条件下的容器、管道。常用基层材料：Q235B、20R、20g、16MnR、Cr—Mo钢等。     

Electrochemical thermal stability of the LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 blend cathode material for lithium ion batteries

为了改善LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料的电化学热稳定性能,加入LiFePO₄共混制成了LiFePO₄/LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂锂离子电池用混合正极材料。使用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征了结构和形貌,测试了电化学性能。结果显示,简单球磨的混合LiFePO₄/LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料中,纳米LiFePO₄粒子包覆在LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂粒子表面提高了混合正极材料在充放电过程中的电化学稳定性和结构稳定性。LiFePO₄/LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂混合正极材料在50 ℃下循环100周容量保持率为82.0%,明显地优于单一LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂材料的72.9%。     

347不锈钢表面堆焊690镍基合金电化学腐蚀性能研究

利用钨极氩弧焊(TIG)堆焊工艺在347不锈钢钢板表面堆焊690镍基合金,采用电化学测量技术,在室温、质量分数为3.5%的氯化钠溶液中,对347不锈钢基体、690镍基合金堆焊层以及2种合金堆焊接头的电化学腐蚀性能进行了研究.借助扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)对堆焊接头的微观组织和成分进行了分析,并通过光学显微镜来观察腐蚀后的表面形貌,研究堆焊接头的腐蚀机理.结果表明:690镍基合金堆焊层的耐蚀性优于347不锈钢基体,347不锈钢基体的腐蚀速率约为堆焊层的8.4倍;堆焊接头的耐蚀性最差,其腐蚀速率约为堆焊层的11.8倍;堆焊层在熔合区附近对基体中Cr含量的稀释是导致堆焊后基体腐蚀加剧的主要原因.     

塔筒钢在模拟海洋环境下的慢应变拉伸性能研究

模拟在海洋环境下,采用慢应变速率拉伸试验研究海上风电机组塔筒钢Q345钢在不同应变速率、不同浓度NaCl溶液和不同温度条件下的应力腐蚀行为。实验结果表明:随着拉伸速率的减小,Q345钢在NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性基本呈单调增加的趋势,当拉伸速率为4×10-7s-1时,试样已发生应力腐蚀开裂;环境介质的存在使得该材料的抗拉强度、总应变和断裂能大大降低,且随NaCl溶液浓度的增加,Q345钢的应力腐蚀开裂敏感性增加。温度对材料的应力腐蚀行为的影响较大,随着温度的升高,塑性指标下降明显,敏感性指数增加明显,当温度为50℃时,具有明显的应力腐蚀倾向。     

铁基载氧体的污泥化学链气化过程中氮迁移热力学模拟与实验研究

基于吉布斯自由能最小化原理,采用HSC Chemistry 6.0软件,对污泥化学链气化过程中NO_x前驱物（NH₃和HCN）与Fe₂O₃载氧体的氧化还原行为进行了热力学模拟。基于污泥热解实验中NO_x前驱物的含量,计算载氧体与污泥的摩尔比（OC/SS）对NH₃、HCN以及NH₃和HCN混合气氧化过程的影响。热力学模拟结果表明：Fe₂O₃能显著促进NO_x前驱物的氧化和裂解,主要生成N₂,几乎无NO_x生成;当NH₃、HCN以及混合气（NH₃和HCN）分别作为还原剂时,其最优OC/SS分别为0.02、0.04和0.05;由于HCN还原性强于NH₃,其氧化速率较快。基于Fe₂O₃/Al₂O₃混合物（FeAl）载氧体,实验对比了污泥化学链气化与污泥热解过程中NO_x前驱物的释放特性,发现Fe₂O₃能显著降低烟气中NO_x前驱物的产率,NH₃和HCN产率分别下降32%和62%。实验结果与热力学模拟结果一致。     

Ni-Zn-P镀层在黏液形成菌中的结垢和腐蚀特性

利用化学镀层对换热面常用的碳钢材料进行表面改性,得到晶胞细致的Ni-Zn-P镀层。将得到的Ni-Zn-P试样与碳钢试样、Ni-P试样进行比较。在黏液形成菌菌悬液中进行微生物污垢和腐蚀实验,进而分析3种试样的抗微生物污垢特性和腐蚀特性。利用称重法记录3种试样的污垢沉积变化情况和光电比浊法记录黏液形成菌的生长情况。利用扫描电镜观察试样在污垢静置实验后的表面形貌,分析比较实验前后表面形貌的变化。利用电化学方法研究试样在黏液形成菌菌悬液中的腐蚀情况。实验结果表明,Ni-Zn-P镀层抗微生物污垢特性和耐腐蚀性稍好于Ni-P镀层,Ni-Zn-P镀层表面微生物污垢附着量相较于Ni-P镀层和碳钢分别减小24.1%和67.7%,Ni-Zn-P镀层表面腐蚀失重量相较于Ni-P镀层和碳钢分别减小5%和84.6%。由于Ni-Zn-P镀层的保护,碳钢表面抗微生物污垢特性和耐腐蚀性得到明显提高。     

碳酸盐中CO2气化生物质制合成气

以杉木屑为原料,CO₂为气化剂,熔融碳酸盐Li2CO3-Na2CO3-K2CO3(LNK)为热介质和催化剂进行气化制合成气(H2+CO)的研究,考察气化剂CO₂流量、CO₂通入方式、复合熔盐体系中添加的金属氧化物种类和Cr2O3含量等因素对气体产物组成分布及产率的影响。结果表明:CO₂流量显著影响气化反应的平衡;以鼓泡法通入CO₂时生物质的气化效果优于吹扫法的情况,CO₂流量为99.8 L/h时气化效果较好,合成气含量和产率分别达到61.4%和350.2 mL/g生物质;添加的金属氧化物中Cr₂O₃对生物质气化过程的促进作用优于MgO和Fe₂O₃,随着Cr₂O₃含量的增大,合成气含量先增大后略微减小,在Cr₂O₃含量为10.0%时最高,为67.9%。     

三元硝酸熔盐高温劣化的化学热力学计算

就太阳能蓄热用三元硝酸熔盐53%KNO₃-7%NaNO₃-40%NaNO₂高温劣化问题进行了化学热力学计算。结果显示:熔盐中NaNO₂含量持续减少是热力学的必然结果。NaNO₂与O₂反应的△_rG^θ在327～727℃范围内从-91.17 kJ·mol^-1增大到-21.95kJ·mol^-1。NaNO₂分解为NaNO₃（1）、Na₂O（s）和N₂反应的△_rG^θ在327～727℃范围内从-30.73 kJ·mol^-1增大到-19.56 kJ·mol^-1。两个反应的△_rG^θ在熔盐使用温度范围内皆为负,意味着反应一定可以发生。熔盐可以在450℃下使用是由于反应处于动力学惰性状态。降低NaNO₂分解和氧化反应速度可适当提高熔盐使用温度。     

锅炉管内腐蚀结垢过程的实验研究

管内腐蚀结垢是影响锅炉安全运行的主要因素之一,为了研究高温高压下锅炉管内的腐蚀结垢过程,在一定工况下进行挂片实验,利用SEM,EDS,XRD等分析手段,结合称重法,得出以下结论:金属表面的腐蚀结垢层分3层,依次为:氧化层、中间层、结垢层;腐蚀结垢过程也分为3个阶段:氧化膜形成期,结垢迅速成长期,稳定期;浓度的增加会促进金属的腐蚀和结垢速率;表面粗糙度增加对腐蚀的影响不大,但会促进结垢。     

某超临界锅炉低温再热器管腐蚀原因分析

针对某超临界锅炉低温再热器管存在大量表面腐蚀的情况,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射等材料学分析手段,对此低温再热器管腐蚀产物进行了分析,并结合锅炉现场的实际运行情况,给出了该低温再热器管腐蚀产生的原因。结果表明:该低温再热器腐蚀的主要原因是表面防锈层脱落导致基体金属的氧化腐蚀,超温加速了腐蚀进程;该低温再热器管材料组织存在老化现象、力学性能已低于标准要求。     

Fe-Cr-Ni合金在固-液循环NaCl-MgCl_2相变储能介质中腐蚀行为研究

熔融氯化盐作为相变储热介质,会经历高频次熔化-凝固循环,对金属管道及容器腐蚀性强。研究碳钢和3种Fe-Cr-Ni合金在恒温(545℃)和循环(熔化-凝固)条件下熔融NaCl-MgCl_2中腐蚀行为。结果表明,碳钢在恒定温度下,表面生成的MgO壳比较致密,可提高耐蚀性;但在循环温度条件下,质量损失量较大。3种Fe-Cr-Ni合金在恒温条件下,因发生电化学反应,腐蚀非常严重;但在循环温度条件下,熔盐中氧分压较高,试样表面氧化膜较完整,耐蚀性较好。     

Ni-xFe/Mayenite促进CO2-CH4重整的稳定性调控实验研究

采用湿法混合-浸渍法制备了一系列 Ni-xFe/mayenite(Ca₁₂Al₁₄O₃₃)催化剂,并在 700 ℃、常压、CH₄/CO₂为 1 的条件下进行了干重整实验研究．系统考察了金属负载量、金属组分等对干重整活性和稳定性的影响．其中7.5% Ni-0.1Fe/mayenite 能够得到接近热力学平衡值的 CO₂和 CH₄转化率(分别为 90.1%、86.0%),氢碳比为0.94.Ni-x Fe/mayenite 的活性随着 Ni 负载量从 5%增加到 10%显著提高;进一步增加到 30%时,活性提升有限．Ni 负载量较高的 Ni/mayenite 更容易发生碳沉积,导致反应器堵塞,而 Ni-x Fe/mayenite 在干重整过程中稳定性显著提高．Fe 掺杂提高催化剂表面氧浓度,形成 Ni-Fe 合金有利于 Ni 位点分散,抑制 CH₄过快裂解;钙铝石作为载体,促进了 CO₂与金属之...