离子注入铅的铝电极腐蚀的交流阻抗研究

通过测量25℃时1.28g/ml硫酸溶液中铝电极和离子注入铅的铝电极的交流阻抗谱,研究了铅离子注入量对铝电极的腐蚀速率的影响。在此基础上,测量了离子注入铅的铝电极和铝电极在同种介质中的Tafel曲线,辅助交流阻抗法研究电极的腐蚀行为。以此总结出离子注入铅的铝电极的耐腐蚀性能,并探讨了它的腐蚀机理。     

碳离子注入纯钛表面改性的研究

使用MEVVA强流金属源离子注入机对医用纯钛表面进行C离子注入，注入能量为40和60keV、剂量为（2.0～ 6.0×10^17）ions／cm^2。使用TRIM2003程序模拟计算饱和注入剂量；用XRD和XPS分析注入前后试样表面物相及原子结合状态，并使用SEM观察注入前后磨痕的形貌。研究了C离子注入对医用纯钛腐蚀性能、显微硬度、表面弹性模量和磨损行为的影响。结果表明，C离子注入后医用纯钛表面生成了一层包括TiC强化相和游离态C的表面改性膜，使试样表面显微硬度和弹性模量升高，并使医用纯钛在模拟体液中的耐磨损性能和耐腐蚀性能提高，而磨损程度减轻。     

H13钢的离子束处理研究和应用

利用从金属蒸汽真空弧离子源（简称ＭＥＶＶＡ源）引出的钛离子对Ｈ１３钢（０．３５Ｃ６Ｃｒ１．５ＭｏＶ）进行了不同剂量的离子注入，结果表明，钛离子注入Ｈ１３钢能显著地改善其表面磨损性能，并能避免预热过程中氮化钢表面腐蚀。     

灰铸铁在熔融富铅渣中腐蚀行为的研究

研究分析了灰铸铁在1150℃熔融富铅渣中的热腐蚀行为,并对灰铸铁的腐蚀形貌和腐蚀产物进行了观察和分析。结果表明,石墨及石墨的分布形态对灰铸铁的抗热腐蚀性能有重要影响,PbO和PbO.SiO2是富铅渣中参与腐蚀反应的主要物质。从电化学腐蚀模型讨论了富铅渣对灰铸铁的热腐蚀机理。     

铸造铅腐蚀机理的研究

采用水浸渍腐蚀、湿热箱腐蚀和电化学测量等试验方法,进行了铅锭试片在不同大气环境和几种水溶液介质中的加速腐蚀试验。结果表明：铅在蒸馏水、雨水等软水中腐蚀严重,表面生成的白锈基本无保护作用。而铅在自来水、人工海水和湿热箱中腐蚀程度有所减缓,铅表面生成的腐蚀产物对铅有一定的保护作用。雨水、露水等软水和热季的高温,以及空气中的氧是铅锭腐蚀产生白锈的主要原因。     

含铈和钇的铅酸蓄电池板栅合金添加剂

影响铅酸蓄电池深循环的关键在于板栅界面腐蚀膜的导电性。通过循环伏安和交流阻抗等测试，考察了在铅钙合金和铅锑合金中添加金属铈和钇对合金性能的影响。结果表明：金属铈和钇能提高铅钙合金和铅锑合金的析氢、析氧过电位和合金的耐蚀性能，并且可以抑制放电时腐蚀膜中PbO2的还原及非化学计量PbOn的生成，使腐蚀膜更具导电性，提高板栅合金的深循环性能。     

氮离子注入浓度对钛及其合金扭动微动磨损性能的影响（英文）

通过等离子体浸没离子注入,在纯钛及Ti6Al7Ni和Ti6Al4V合金表面进行不同剂量的氮离子注入处理。采用ZrO_2球与未处理和处理的钛及其合金平面摩擦副,以小牛血清溶液作为模拟生理介质,进行扭动微动磨损试验。研究氮离子注入处理后钛及其合金表面的特征以及注入剂量对材料扭动微动性能的影响。结果表明:氮离子注入浓度和角位移幅值显著影响钛及其合金的扭动微动运行和损伤行为。随着氮离子浓度增加,扭动微动运行边界向小角位移幅值滑移,中心轻微磨损区减少。钛及其合金的磨损机理为氧化磨损、磨粒磨损和剥层,磨粒磨损是离子注入层的主要磨损机理。     

铅电缆土壤腐蚀产物研究

利用X-衍射、扫描电镜和全波长扫描技术对在长辛店、成都2、玉门2和敦煌4个试验站,埋藏了近30年的铅电缆土壤腐蚀产物进行了分析,结果表明,在土壤中铅电缆土壤腐蚀有两种形态;PbC0_3是铅电缆的主要土壤腐蚀产物;铅电缆局部腐蚀的主要原因是微生物腐蚀和供氧差异;PbO和Pb_3O_4不能阻滞铅电缆的土壤腐蚀发展。     

铅锭腐蚀机理的研究

采用水浸渍腐蚀、湿热箱腐蚀和电化学测量等试验方法，进行了铅锭试片在不同大气环境和几种水溶液介质中的加速腐蚀试验.结果表明：铅在蒸馏水、雨水等软水中腐蚀严重，表面生成的白锈基本无保护作用.而铅在自来水、人工海水和湿热箱中腐蚀程度有所减缓，铅表面生成的腐蚀产物对铅有一定的保护作用.雨水、露水等软水和热季的高温，以及空气中的氧是铅锭腐蚀产生白锈的主要原因. 碱式碳酸铅      

Gd离子注入对固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金生物腐蚀行为的影响

对固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金进行了钆(Gd)离子注入改性处理;采用SRIM 2008软件对Gd离子注入过程进行了模拟分析;采用光学显微镜(OM)观察了镁合金的显微组织,并利用X射线衍射仪(XRD)分析改性层中的物相组成,同时结合X射线光电子能谱(XPS)表征改性层中化学成分与元素价态,采用电化学实验及析氢实验评价了基体镁合金与注入镁合金在模拟体液(SBF)中的生物腐蚀行为。结果表明:Gd离子注入有助于提高固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金在SBF中耐生物腐蚀性能,且当注入剂量为2.5×10~(16)cm~(-2)时,注入镁合金的耐生物腐蚀性能最佳。     

Zr-4合金表面铌合金化处理的组织与性能

通过对Zr-4合金进行激光表面铌合金化、电子束表面铌合金化和铌离子注入,分析了表面铌合金化后锆合金表层的显微组织,并测定了表面合金化后锆合金在酸性溶液中的极化曲线.结果表明,3种合金化方法可不同程度地提高Zr-4合金在酸性溶液中的耐腐蚀性能,铌离子注入的效果最为显著.     

钛合金空蚀损伤及防护的研究进展

钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性好等优势,被广泛应用于诸多工程领域。由于钛合金存在表面硬度低、耐磨性差等缺点,导致其在过流部件中容易发生空蚀损伤,会降低钛合金构件的使用寿命,因此针对钛合金空蚀损伤行为及其防护措施的研究显得极为重要。概述了空蚀现象的作用机理和理论模型,详细介绍了材料自身的力学性能、表面状态、介质类型和溶液温度等对钛合金空蚀行为的影响,着重讨论了针对钛合金空蚀损伤的多种应对措施,如热处理、激光纹理加工、激光气体氮化、化学热处理、离子注入、添加缓蚀剂等技术,总结了相应方法提高钛合金抗空蚀性能的具体原因。其中,热处理技术通过改变钛合金自身的显微组织来提高其抗空蚀性能;激光气体氮化工艺可在钛合金表面形成硬质TiN相,以抵御空泡溃灭时的冲击;化学热处理技术在钛合金表面生成了致密的陶瓷层+固溶扩散层,缓解了空泡的溃灭能,延长了空蚀的孕育期;离子注入技术依靠注入离子在钛合金材料表面产生固溶强化、位错增值强化等效果,降低其空蚀损伤。最后对钛合金空蚀及防护研究的发展方向提出了展望。     

氮钛双离子注入AZ31镁合金的抗腐蚀和力学性能

利用金属蒸汽真空弧（MEVVA）离子源在AZ31镁合金表面进行了氮钛（N/Ti）双离子共注入。通过俄歇电子能谱（AES）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、电化学测试系统和显微硬度计,分析比较了双离子共注入前后试样表面的相组成、原子浓度-深度分布、抗腐蚀性能和显微硬度。结果表明：基体合金表面改性层主要由Mg、MgO、Ti、TiO2、TiN等相组成;改性层厚约180 nm;处理后试样显微硬度较基体提高了50%;在3.5%饱和NaCl溶液中的腐蚀电位提高600 mV,腐蚀电流密度下降110μA.cm2,极化电阻增加了67.9倍。     

Experimental determination of the Critical hydrogen peroxide ion concentration for titanium alloys in alkaline hydrogen peroxide solution

The first assumption was that titanium and its alloy should have excellent corrosion resistance in alkaline hydrogen peroxide bleaching. However, the pulp mill experience of the corrosion resistance of titanium alloy conflict partly with the earlier knowledge. The corrosion of both titanium and titanium alloy was studied in alkaline hydrogen peroxide environment. The cell was equipped with a water circulation loop and chemistry monitoring system. The monitoring system adjusted the pH-value, hydrogen peroxide concentration and temperature of the solution. Both titanium and titanium alloy dissolved by uniform corrosion in passive state due to the hydrogen peroxide ion. This ion can destroy protective dioxide layer of titanium. The critical concentration of hydrogen peroxide ion could be estimated experimentally and for both titanium and titanium alloy it was 0.008 ± 0.008 M at 80 °C in alkaline hydrogen peroxide ion environment. However, theoretically based on thermodynamic no critical hydrogen peroxide concentration could be found whereas traces of this ion can attack titanium and titanium alloys. The experimentally determined corrosion rate of both titanium and titanium alloy seems to follow an exponential law as a function of hydrogen peroxide ion concentration, which could be explained by the Arrhenius equation.     

油气开采用钛合金石油管材料耐腐蚀性能研究

选取5种油气开发常用钛合金材料(Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4V-0.1Ru、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo)为研究对象,使用高温高压釜模拟国内典型严酷服役工况环境,研究了不同钛合金材料耐均匀腐蚀、局部腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及缝隙腐蚀的性能,通过使用扫描电镜和能谱分析等手段对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析,并使用电化学方法对不同合金的耐腐蚀机理进行了研究。结果显示,在所测试工况条件下,所有钛合金材料腐蚀反应均为阳极控制过程,均匀腐蚀速率均低于0.001mm/a,并且对应力腐蚀开裂均有良好的抗力。Ti-6Al-4V和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo合金出现明显的点蚀和缝隙腐蚀问题。对腐蚀机理研究表明,在工况条件温度下,随着pH值的降低,所有钛合金均发生自腐蚀电位降低,极化电阻减小,腐蚀电流增大,耐腐蚀性能下降,其中Ti-6Al-4V耐腐蚀性能下降的最为明显,研究结果为油气开发工况下钛合金石油管的选材和缝隙腐蚀问题防治提供理论基础。     

钛合金表面离子束增强沉积膜层的环境适应性和接触相容性

利用离子束增强沉积技术在钛合金表面制备CrN硬质抗磨层和CuNiln固体润滑膜层。通过电化学测试技术对比研究了膜层和钛合金基材在含Cl介质中的抗蚀性能和接触腐蚀敏感性，利用高温静态氧化方法评价了膜层的抗氧化性能。结果表明：(1)CuNiln膜层耐电化学腐蚀性能和抗氧化性能显著优于Cu，在含Cl介质中与钛合金接触相容。(2)在含Cl水溶液中，CrN膜层耐蚀性好，与钛合金接触相容；在HCl HF混合酸中，CrN膜耐蚀性能远优于钛合金；抗氧化性能优于Ti。     

Improving the properties of titanium alloys by ion implantation

Recent advances in the ion implantation process have shed light on the underlying mechanisms for improved surface properties of titanium alloys. Ion implantation of reactive species such as carbon or nitrogen creates hard-phase carbide or nitride precipitates which impart surface hardness to titanium alloys. Concurrently, the ion implantation process creates disorder in the surface of titanium and destroys the grain boundaries, and is responsible for lower friction of the surface. The ion implantation process duplicates shot peening on a microscopic scale and imparts compressive stress to the surface of the titanium, thereby improving high-cycle fatigue life of titanium components. Ion implantation also improves the resistance to corrosion and chemical etching of titanium surfaces.     

镁合金表面离子注Ti耐蚀性能的研究

镁合金以其优越的性能在工业上的应用越来越广泛,但是其耐蚀性、耐磨性较差,硬度较低的缺点限制了它的大量使用.利用改进的金属蒸发弧放电离子源(MEVVA)在AZ31镁合金表面注入Ti离子,形成Ti离子注入改性层,以期提高镁合金表面的耐蚀性能.注入能量为45keV,注入剂量为3×1017 cm-2.注入后镁合金表面形成厚度约为450nm的注入层,用SEM、XRD分析了Ti离子注入层的表面形貌和相结构.用CS300P型电化学工作站测试了注入前后镁合金的耐蚀性,结果表明镁合金表面耐蚀性能显著提高.     

Study on the Burn-resistant Properties of Titanium Alloy Ti6Al4V Surface by Diffusing Copper

Copper was diffused on the surface of titanium alloy Ti6Al4V by ion implantation, magnetron sputtering and double glow discharge plasma surface alloying technology respectively to form an alloy layer on the surface of titanium alloy in order to improve the burn-resistance performance of titanium alloy. The result of X-Ray Diffraction shows that the phase of CuTi2 which can improve the burn-resistance performance can be found on the surface of the samples treated by the above three methods. And femtosecond l...     

医用钛合金表面形貌与成分对生物相容性影响研究综述

生物医用钛合金表面物化特性作为影响细胞生物学行为的关键因素,决定了骨-植入体之间的结合质量和速率。针对作者所在研究小组在钛合金表面改性技术研究中所取得的一系列进展进行了综述。在表面形貌制备方面,利用喷砂、激光和微细铣削等机械加工方法和酸蚀、碱热处理、阳极氧化等化学处理方法,在钛合金表面获得了微纳米双级结构。在表面化学成分方面,采用离子置换的方式在微纳米结构表面植入生物活性离子,通过富氧切削方式改善表面钝化膜的质量。通过电化学腐蚀试验和一系列体外细胞培养实验,验证各表面物化改性方法对钛合金植入体生物相容性的影响。研究表明,微纳米结构化的表面能够提高材料表面的亲水性,促进细胞的粘附、增殖和矿化等,而植入生物活性离子后与微纳结构表面产生了协同效应,进一步增加了其生物相容性。此外,在富氧加工气氛下,钛合金表面的氧化膜厚度相比自然条件下加工有明显增加,提高了生物相容性,同时耐腐蚀性也得到显著增强。