MgCl2对锌在干湿交替环境中腐蚀行为的影响

使用腐蚀失重、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜与能谱(SEM-EDS)等手段研究了干湿交替环境中MgCl₂对锌腐蚀行为的影响。结果表明,MgCl₂对锌的腐蚀有显著的抑制作用;在沉积NaCl条件下锌表面的腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O、Zn₄CO₃(OH)₆·H₂O和Zn(OH)₂,而在沉积MgCl₂条件下锌表面的腐蚀产物只有Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O。在干湿交替环境中MgCl₂对锌腐蚀行为的影响主要是Mg²⁺与氧还原反应产生的OH^-结合使阴极区的pH值降低造成的。     

2种不同形态的Mg-0.12Ca-0.08Ba镁合金的腐蚀行为研究

镁合金的应用受到其变形能力差、耐腐蚀性差的制约。为推广镁合金应用，采用低合金化设计并制备了新型Mg-0.12Ca-0.08Ba合金，通过NaCl溶液浸泡试验、SEM、EDS分析和电化学测试等手段考察了其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明：随着腐蚀时间的延长，挤压态及挤压退火态Mg-0.12Ca-0.08Ba合金表面由局部点蚀变为大范围面腐蚀，腐蚀产物逐渐增多，腐蚀产物主要为MgO、Mg(OH)₂,合金表面的线粗糙度、面粗糙度明显增大，析氢速率逐渐减小。与挤压态镁合金相比，退火态合金析氢速率较慢，开路电位更高，腐蚀电流更小，表明退火态合金耐腐蚀性能较好。     

海上油气田油套管用材110Cr13S适用性研究

为评价110Cr13S油套管钢在海上油气田开发工程中的适用性,采用暴露腐蚀试验、原位电化学测试、应力腐蚀测试研究了110Cr13S钢在模拟深水油气田井下高温、高压、CO₂与H₂S共存腐蚀环境中的腐蚀行为。利用扫描电镜、能谱仪、电化学工作站、慢应变速率拉伸试验机测试了110Cr13S油套管钢在温度为129.5℃,H₂S分压为358 Pa以及CO₂分压为2.754 MPa条件下的腐蚀形貌、腐蚀产物成分、电化学行为及慢应变速率拉伸曲线。结果表明：在模拟深海油气田井况条件下,110Cr13S钢的平均腐蚀速率为0.004 4 mm/a,试样表面生成了结构致密完整的钝化膜,具有较好的耐蚀性和优异的抗硫化物应力腐蚀开裂性能,110Cr13S油套管钢适用于深水、高温、高压、CO₂与H₂S共存条件下的油气井开发油套管选材。     

气相压力对CO2/H2O气液两相泡状流中20#钢初期腐蚀行为的影响

在气液两相流条件下,为研究CO₂压力对20#钢初期腐蚀行为的影响,采用气液两相流的动态腐蚀平台,通过失重法、SEM、EDS、XRD等系统研究了20#钢在不同CO₂压力下的腐蚀速率、腐蚀形貌及产物。结果表明：在不同腐蚀时间下,腐蚀速率均随CO₂压力的增大呈先减小后增大的趋势,在CO₂压力为0.1 MPa时出现最小值,同一CO₂压力下腐蚀速率偏差随着时间的延长明显降低,表面腐蚀产物的致密度随着CO₂压力的增加而提高,不同CO₂压力下管壁表面腐蚀后的形貌呈现两种不同的特征,即粗糙区和相对平滑区,两种特征区内均包括相对均匀产物与突起产物,均匀产物中C和O的含量均低于突起产物,两种产物中C和O的含量随CO₂压力的升高而升高,表面腐蚀产物的主要构成相为FeCO₃、γ-FeOOH、Fe₃O₄。     

铜绿假单胞菌对2205双相不锈钢腐蚀行为的影响

将具有(111)择优取向的岛状奥氏体相嵌入连续铁素体的2205双相不锈钢(2205 DSS)工作面浸泡在铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)中进行电化学测试,研究浸泡时间对2205 DSS 微生物腐蚀行为的影响。开路电位(OCP)、线性极化电阻(LPR)以及电化学阻抗谱(EIS)表明,在7 d浸泡期的无菌溶液中测得的E_OCP、极化电阻(R_p)和电荷转移电阻(R_ct)均比在有菌溶液中的大,表明铜绿假单胞菌加速了2205 DSS的腐蚀。动电位极化曲线表明,2205 DSS在无菌和有菌溶液中的维钝电流密度(i_p)都随着浸泡时间的延长而不断增大,且在浸泡1 d、3 d、7 d的每个时间点有菌溶液的i_p均比无菌环境的大,进一步证明铜绿假单胞菌加速了2205 DSS的腐蚀进程。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,在有菌溶液中随着浸泡时间的延长表面粘附的细菌量逐渐增多,浸泡3 d后样品表面的细菌聚集成一个个小团簇,浸泡7 d菌落进一步聚集形成细菌生物膜。对腐蚀后样品表面局部腐蚀形貌的观察发现,细菌生物膜的形成加速了表面局部腐蚀的发生,导致严重的局部腐蚀。X射线光电子能谱(XPS)结果表明,在存在铜绿假单胞菌的条件下2205 DSS表面形成溶于水的CrO₃,使MIC点蚀发生。     

FeMnSi/B10偶对在不同温度3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

B10海水管道与FeMnSi记忆合金管接头连接使用易发生电偶腐蚀。为明确FeMnSi/B10的电偶腐蚀机理，通过电化学测试、腐蚀失重法、SEM、EDS分析了FeMnSi/B10偶对在不同温度的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为、腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明：FeMnSi/B10发生电偶腐蚀时，FeMnSi为阴极，B10为阳极。FeMnSi和B10的腐蚀热力学趋势和腐蚀速率均随温度的升高而增加。FeMnSi/B10偶对电偶电流密度在初期急剧下降，随着时间的延长而减慢，最后达到稳定值。当温度从25℃升高至45℃时，偶对的电偶电流密度增大了约1倍，说明FeMnSi/B10偶对的耐蚀性对温度较为敏感。随着温度的升高，B10的腐蚀形式由晶间腐蚀发展为剥蚀。FeMnSi记忆合金的腐蚀产物为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeOOH,B10铜镍合金的腐蚀产物为Cu₂O、Cu₂Cl(OH)₃。     

医用可降解Zn-Cu合金的力学性能和腐蚀性能

通过在纯锌中加入Cu元素以提高医用可降解Zn-Cu合金的力学性能,研究Cu元素含量的变化对Zn-Cu合金力学性能和耐腐蚀性能的影响。通过熔炼制备了铸态Zn-x wt.%Cu(x=0,1,1.5,2,2.5)合金,采用金相分析、拉伸试验和硬度测试分析其组织结构和力学性能,通过在SBF溶液中的电化学测试和浸泡试验研究其腐蚀降解行为。结果表明:在Cu含量为1wt.%时合金具有较好的综合力学性能,其抗拉强度为102MPa,伸长率为1.3%。Zn-Cu合金在SBF中均匀腐蚀,其腐蚀速率随着Cu含量的增加而略微增大,Zn-2.5Cu的腐蚀速率仅为0.045mm/year,远低于镁合金的腐蚀速率。     

多介质在碳钢腐蚀过程中的协同作用

采用电化学方法(电化学阻抗和动电位极化)并配合浸泡失重法以及一系列表征,研究了常温下碳钢基体与CO₂-Cl^-的界面反应,以及加入HCO₃^-介质后CO₂-Cl^--HCO₃^-体系中HCO₃^-介质对碳钢表面的成膜。结果表明,CO₂介质的加入使碳钢基体的溶解速率显著提高但是对Cl^-浓度的影响较小;添加高浓度的Cl^-反而抑制CO₂的溶解而使基体的腐蚀速率略微降低;在CO₂+Cl^-+HCO₃^-体系中加入微量的HCO₃^-后碳钢表面成膜不明显,疏松的腐蚀产物不能抑制碳钢基体的进一步溶解;浓度过高的HCO₃^-使FeCO₃的过饱和度提高从而加速细小晶体的析出,抑制腐蚀的进行。     

氯氧镁水泥涂层钢筋混凝土长期耐久性及退化规律分析

针对氯氧镁涂层钢筋混凝土(coated reinforced magnesium oxychloride cement concrete, CRMOCC)长期耐久性尚无研究的问题,结合西部盐湖、盐渍土环境,对CRMOCC进行溶液浸泡试验研究其长期耐久性退化规律。采用电化学试验、超声波试验、质量检测试验和微观试验对不同浸泡的试件进行耐久性研究;以相对锈蚀评价参数(ω₁)、相对动弹性模量评价参数(ω₂)和相对质量评价参数(ω₃)评价CRMOCC长期耐久性。结果表明：经过2 160 d的溶液浸泡试验后,以ω₁为耐久性评价指标,裸钢已达到锈蚀状态,涂层钢筋仍处于未锈蚀状态,以ω₂、ω₃为耐久性评价指标,涂层钢筋和裸钢试件均处于出现损伤未达破坏状态,涂层钢筋试件耐久性退化低于裸钢试件,表明涂层对钢筋具有良好的保护效果;以ω₁、ω₂、ω₃作为退化参数,CRMOCC可靠度曲线分别在25 000、20 00...     

AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层表面Mg(OH)2膜层的制备及耐蚀性

采用不同浓度的NaOH溶液对AZ31镁合金微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)陶瓷层进行水热处理, 研究了水热溶液浓度对MAO陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响, 探讨了水热成膜及膜层的腐蚀机理。研究结果表明：水热处理过程中MAO陶瓷层表面的MgO部分溶解, 释放出的Mg ²⁺与水热溶液中的OH ^-结合形成Mg(OH)₂纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内。随着水热溶液中NaOH浓度的增加, 水热处理过程中形成的Mg(OH)₂将MAO陶瓷层表面的孔洞及裂纹等固有缺陷闭合, 提高了膜层的致密性。电化学实验结果表明, MAO及水热复合处理所制备的Mg(OH)₂/MAO复合膜层比单一MAO陶瓷层具有更好的耐蚀性, 而且随着NaOH浓度的提高, Mg(OH)₂/MAO复合膜层的耐蚀性增强; 浸泡实验结果表明Mg(OH)₂/MAO复合膜层能为镁合金基体提供长久的腐蚀防护保护能力。     

Corrosion degradation of surface modified bio–magnesium materials by heat–self–assembled monolayer

将Mg和Mg--Ca合金进行热--自组装单分子膜表面改性, 并将其试样浸泡在SBF中和植入动物体内进行比较试验, 用LKII98B测试腐蚀电流密度, 用原子吸收光谱测定溶液中的镁离子浓度, 测量试样的质量和溶液pH值的变化, 用SEM、XRD, FTIR、EDS等分析其表面形貌、物相组成和成分变化, 研究了材料的腐蚀降解特性. 结果表明, 热自组装膜改善了镁基生物材料的腐蚀抗力和生物活性. 纯Mg的腐蚀速率由0.11 mm/y下降到0.05 mm/y, Mg--Ca合金的腐蚀速率由 0.38 mm/y下降到0.32 mm/y. 植入动物12周后, 直径的减小由0.97 mm下降到0.20 mm, 界面新类骨质层厚度由2.56 mm增加到3.14 mm.     

热-自组装单分子膜表面改性镁生物材料的腐蚀降解

将Mg和Mg-Ca合金进行热一自组装单分子膜表面改性,并将其试样浸泡在SBF中和植入动物体内进行比较试验,用LKI198B测试腐蚀电流密度,用原子吸收光谱测定溶液中的镁离子浓度,测量试样的质量和溶液pH值的变化,用SEM、XRD,FTIR、EDS等分析其表面形貌、物相组成和成分变化,研究了材料的腐蚀降解特性.结果表明,热自组装膜改善了镁基生物材料的腐蚀抗力和生物活性.纯Mg的腐蚀速率由0.11 mm/y下降到0.05 ram/y,Mg-Ca合金的腐蚀速率由0.38 mm/y下降到0.32 mm/y.植入动物12周后,直径的减小由0.97 mm下降到0.20 mm,界面新类骨质层厚度由2.56 mm增加到3.14 mm.     

304不锈钢在盐湖卤水中的腐蚀行为

用腐蚀挂片试验方法研究了304不锈钢在盐湖卤水中暴露2a的腐蚀行为,井运用室内电化学试验方法研究了其电化学行为。结果表明：盐湖卤水浸泡2a后,304不锈钢腐蚀速率为0．0003mm／a,主要表现为点蚀,试样侧面加工缺陷处存在较深的点蚀坑;在卤水中浸泡768h后,304不锈钢表面钝化膜局部被破坏,出现点蚀孔。     

温度对35钢在船舶尾气络合脱硝液中电化学腐蚀行为的影响

为给脱硝系统设备防护提供思路,采用浸泡试验和电化学试验,研究了35钢在不同温度络合脱硝液中的腐蚀速率,并利用扫描电子显微镜(SEM)对不同温度络合脱硝液中形成的腐蚀产物形貌进行分析。结果显示,通过浸泡试验得出35钢的腐蚀速率在1 mm/a以上,且随温度升高逐渐增大;通过扫描电子显微镜观察,30℃时腐蚀产物结构似颗粒状、堆积紧密,当温度升高到50℃时腐蚀产物结构似葵花状、堆积稀疏,且覆盖率较低;在电化学测试中,35钢在30～50℃络合脱硝液中的腐蚀速率随温度升高而增大。     

Ce含量对X100管线钢显微组织和耐腐蚀性能的影响

为了研究稀土元素Ce对X100管线钢显微组织和耐腐蚀性能的影响,利用蔡司显微镜、场发射电子显微镜及其配套的能谱仪和电化学工作站对不同Ce含量的4种试验钢0,1,2,3号(Ce质量分数分别为0,0.001 7%,0.002 8%,0.004 9%)进行测试。结果表明：随着Ce含量的增多,试验钢表面的晶粒尺寸减小,Al₂O₃夹杂被改性为CeAlO₃夹杂和Ce₂O₃夹杂。浸泡7 d后,4种试验钢的腐蚀电位均比较接近;浸泡30 d后3号试验钢的腐蚀电位较之前提高了8.94%,2号和1号试验钢的腐蚀电位分别较之前提高了6.34%和6.06%;浸泡45 d后,1号试验钢的腐蚀电位较7 d时降低了10.38%,其他3种试验钢的腐蚀电位变化不大。0号试验钢的容抗弧半径随浸泡时间的延长而逐渐减小,3号试验钢的容抗弧半径增大得最为明显。测试结果均表明,Ce含量的增加会提高试验钢的耐腐蚀性能。     

可降解医用金属功能化表面改性研究进展

近年来,以镁、铁、锌为代表的可降解医用金属由于其独特的体内降解性能和优异的生物相容性成为国内外研究热点.这类可降解医用金属能够在体内逐渐被体液腐蚀降解,它们所释放的腐蚀产物能够给机体带来恰当的宿主反应,当协助机体完成组织修复的任务后将全部被体液溶解,避免了二次手术.前期研究表明,三种可降解医用金属在实际临床应用中尚存在一些不足:镁及镁合金的体内降解速率过快,降解过程中产生的氢气会对植入物周围组织和细胞产生不利影响;铁及铁合金的体内降解速率过慢;锌及锌合金的降解速率最符合临床要求,但是其较低的力学性能限制了锌及其合金的应用.鉴于此,可降解医用金属的功能化表面改性技术应运而生.功能化表面改性技术不仅可以实现对可降解医用金属腐蚀行为的调控,还可根据不同的临床需求提高其生物相容性、抗菌活性、抗凝血性能和促成骨性能等.目前,各类表面改性技术已能够有效改善各类可降解医用金属的性能.镁及其合金是研究最为广泛的一类可降解医用金属,各类表面改性技术,如转化涂层、沉积涂层、复合物涂层等已能够显著降低镁及其合金的腐蚀速率.针对铁及其合金的表面改性技术主要以纯铁以及Fe-Mn合金为主,但目前针对铁及其合金的表面改性技术尚难以满足其理想的降解模式要求.锌及其合金是新一代可降解医用金属,现有的表面改性技术主要是为了增强其生物相容性和抗菌性能.本综述归纳了各类表面改性技术的特点,对各类技术的制备方法、应用及目的进行了介绍,并对其未来研究趋势进行了展望.     

7B04铝合金-CFRP300在模拟海洋大气环境下的电偶腐蚀行为

为了有效地从腐蚀防护角度为飞机异种金属选材提供指导,针对飞机特定的服役环境,通过有限元仿真和腐蚀实验研究飞机典型搭接结构的腐蚀行为。对铝合金、复合材料及搭接件进行了实验室的周浸实验,然后通过极化曲线测量实验、宏微观形貌的观察、疲劳测试、XRD等表征手段研究7B04铝合金与CCF300/QY9511复合材料搭接件的电偶腐蚀规律,并以极化曲线测得的电化学参数为边界条件,建立了搭接件的腐蚀仿真模型。结果表明,在周浸实验0周期和10周期后,铝合金的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-802 mV和2.357×10^-7 A/cm²,-872 mV和1.477×10^-6 A/cm²,复合材料则分别为-240 mV和6.217×10^-7 A/cm²,-98 mV和2.286×10^-7 A/cm²,随着腐蚀周期的延长7B04铝合金材料呈现自腐蚀速率加快、自腐蚀电位负移的变化趋势,而复合材料呈现自腐蚀电位正移、自腐蚀速率缓慢增大的变化趋势;搭接件腐蚀产物逐渐增多,腐蚀程度越来越严重;疲劳寿命随着腐蚀周期的延长而降低;随着腐蚀周期延长,腐蚀坑深度逐渐增大;腐蚀的产物包括Al（OH）₃,Al₂O₃,AlCl₃;搭接件仿真结果与加速腐蚀实验后的结果具有良好的一致性。该研究给出了飞机典型搭接结构的易腐蚀部位,揭示了电偶腐蚀规律,为飞机结构的腐蚀防护指明了方向。     

NH4HCO3溶液中PAN-基碳纤维电化学改性机理

采用循环伏安扫描法和XPS、AFM技术对在NH₄HCO₃溶液中经过电化学改性处理的PAN-基碳纤维的电化学特性、表面化学构成和表面形貌变化进行了分析。结果表明,在NH₄HCO₃溶液中纤维表面主要发生了水的电解析氧反应和部分电活性物质的电化学氧化反应;纤维表面各含氧官能团含量随处理时间的延长不断变化,NH＋₄与纤维表面官能团反应使纤维表面引入大量的酰胺基团;纤维表面形貌在点蚀和气动剥蚀效应的联合作用下不断粗化。      

铸态和挤压态 AZ31 镁合金在 3.5%的 NaCl 溶液中的腐蚀性能比较

目的研究铸态和挤压态AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能。方法采用光学显微镜和X射线衍射分析了铸态AZ31镁合金挤压前后的显微组织。利用静态浸泡失重实验和电化学实验研究了铸态和挤压态AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能。结果热挤压可有效细化AZ31合金的晶粒,铸态试样的平均晶粒大小约为111μm,挤压态试样的平均晶粒大小约为9μm。AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀初期,合金表面没有发生钝化。挤压后合金的自腐蚀电位从铸态的-1.55 V提高到-1.52 V。浸泡72 h后,铸态试样的腐蚀速率为4.293 mm/a,挤压态试样的腐蚀速率为2.957 mm/a。结论挤压提高了AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能。     

用电化学噪声技术研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为

采用电化学噪声技术(EN)和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在0.5 mol/L NaCl的饱和Ca(OH)₂溶液(SCP)中的腐蚀过程,并对噪声数据进行时域分析与频域分析,对阻抗谱数据进行等效电路分析。采用SEM结合EDS和XRD研究了Q235钢的表面形貌和结构组成。结果表明,Q235钢在SCP溶液中的腐蚀过程可分为钝化膜的形成与破裂阶段(Ⅰ)、亚稳态点蚀阶段(Ⅱ)和Ca²⁺沉积和腐蚀产物形成阶段(Ⅲ)。在(Ⅰ)阶段,电流噪声的波动幅值较小,电流噪声标准偏差S_I、白噪声水平W_I较小、噪声电阻R_n较大;在(Ⅱ)阶段,电流噪声波动幅值较大,S_I、W_I呈现阶跃式增长,R_n显著降低;在(Ⅲ)阶段,电流噪声波动幅值增大到200 nA,S_I、W_I、R_n平稳波动。Q235钢在SCP溶液中腐蚀10 d后在其表面出现Fe₂O₃和弥散分布的CaCO₃晶体,此时阻抗谱中出现类Warburg阻抗,腐蚀反应受电荷转移和O₂扩散的联合控制。