人工神经网络优化碳钢表面TiO2修饰膜制备工艺

在改进常规制备方法的基础上,采用化学镀/溶胶-凝胶复合法在碳钢表面制备TiO2修饰膜.利用人工神经网络优化制备工艺.研究较优条件下制备的TiO2修饰膜在0.5mol/L硫酸溶液中的耐蚀性能.     

模拟深海压力对2种低合金钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀失重、电化学测试、锈层分析和微观形貌观察研究了海水压力对不同成分2种低合金钢(X和Y)腐蚀行为的影响.结果表明,X钢更易受到海水压力的影响而被加速腐蚀.深海压力均加速了2种低合金钢的阳极溶解速度;压力对于X钢的氧扩散还原过程影响很小,而海水压力的增加导致Y钢阴极电流密度降低的原因是腐蚀产物直接参与了阴极还原反应...     

静水压对X80表面铈转化膜腐蚀行为的影响

铈转化膜作为一种环境友好的转化膜,有利提高材料的耐腐蚀性能。采用电化学沉积方法在X80表面制备了铈转化膜,研究了其在0.1和20 MPa静水压3.5% NaCl溶液中的腐蚀行为。通过高温高压在线电化学测试反应釜对开路电位、交流阻抗、线性极化电阻、极化曲线等进行测试,利用扫描电镜、能谱仪及接触角测试仪对腐蚀前后的表面形貌、元素及表面亲水性进行分析。结果表明,X80表面铈转化膜显著提高X80在浅海0.1 MPa静水压中的腐蚀电化学性质,但在深海20 MPa静水压中X80表面铈转化膜的开路电位、线性极化电阻、交流阻抗明显降低,且腐蚀电流密度明显增加;X80表面铈转化膜在深海20 MPa静水压中腐蚀后表面膜存在大量的裂纹,而在浅海0.1 MPa静水压中腐蚀后表面无明显缺陷;X80表面铈转化膜腐蚀前表面表现出亲水性,而腐蚀后表面接触角明显增大,表现为疏水性。     

深海环境下静水压力对纯镍腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗和Mort-Schottky等电化学测试方法,研究了在室温、3.5% NaCl溶液条件下,静水压力对纯镍的钝化膜性能的影响.结果表明:随着静水压力的增加,纯镍的腐蚀速度增大,阴极过程保持不变,阳极过程加速.静水压力对阳极过程的影响:一方面提高纯镍钝化膜的抗腐蚀能力,使钝化膜中的受主密度减小,空间电荷层的厚度增加;另一方面,恶化了纯镍的钝化膜腐蚀抗腐蚀能力,使钝化膜变得不稳定,并且表现出较高的化学溶解速度和空穴扩散系数.静水压力对纯镍钝化膜的恶化作用比提高作用对阳极过程的影响更大,导致纯镍的抗腐蚀能力随着静水压力的提高而减小.     

电化学方法研究纯镁在薄液膜下的腐蚀行为 Ⅰ-O2对纯镁在薄液膜下腐蚀行为的影响

用电化学法研究了纯镁在未除氧和除氧的下不同厚度薄液膜下的腐蚀行为.结果表明:薄液膜下纯镁腐蚀的阴极过程受氢还原控制;液膜厚度的减小使其阴极过程和阳极过程都受到抑制,对阳极过程影响很大.氧气的存在对阳极过程的影响很大,并使得纯镁表面易于生成表面膜,表面膜更加连续和致密.     

温度对油管钢CO2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验,采用失重法、SEM和XRD等手段研究了温度对N80钢在4MPaCO2分压下CO2腐蚀行为的影响。试验结果表明:N80钢在4 MPa CO2分压下腐蚀较为严重。在温度较低时,腐蚀产物晶粒粗大且堆垛比较疏松,对基体保护性较差;随温度升高,腐蚀产物膜变得致密稳定,腐蚀速率显著降低,腐蚀特征由局部腐蚀转变为全面腐蚀。     

HTMS改性SiO2减反膜的制备和耐环境稳定性研究

本文将正硅酸乙酯（TEOS）做前驱体, 氨水（NH3?H2O）做催化剂制备碱性SiO2溶胶,通过十六烷基三甲氧基硅烷（HTMS）修饰SiO2颗粒来 “钝化”SiO2颗粒,最终获得HTMS改性SiO2溶胶。然后采用提拉法在BK7玻璃表面制备HTMS改性氧化硅薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、UV-Vis-NIR分光光度计、Film Wizard膜系设计软件和扫描电子显微镜（SEM）等表征方法对薄膜表面结构、光学性能、耐环境稳定性做了研究。结果表明：经过HTMS改性后的薄膜有高透过率和优异的耐环境稳定性,其透过率在峰值可达～99.8%,在90%RH湿度环境下经过两个月时间后,薄膜的峰值透过率仅仅下降了0.3%,改性后其耐环境稳定性得到较大提高。     

酸碱复合催化溶胶-凝胶法制备 SiO2减反膜及膜性能研究

采用酸催化法、碱催化法和酸碱复合催化法制备了SiO2溶胶,进而制得SiO2减反膜。表征了薄膜的表面形貌,测定了薄膜的透射率和硬度。结果表明,不同催化溶胶制得的膜层在表面形貌、减反效果和薄膜硬度等方面存在明显差异:酸催化得到的薄膜,孔隙率和透过率最低,但硬度和抗划伤性最好;碱催化得到的薄膜,孔隙率和透过率最高,但硬度和抗划伤性最差;酸碱复合催化得到的薄膜,孔隙率、透过率、硬度和抗划伤性能介于以上二者之间,性能与酸碱复合催化溶胶的制备工艺密切相关。     

304 不锈钢在模拟深海和浅海环境中的应力腐蚀行为

目的研究304不锈钢在模拟深海和浅海中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。方法通过控制不同环境因素模拟南海某海域环境,利用动电位扫描、交流阻抗谱、慢应变速率拉伸(SSRT)及SEM表面分析等手段进行研究。结果 304不锈钢在模拟海水溶液中呈现钝化状态,出现应力腐蚀敏感性,且裂纹扩展方式为穿晶开裂。在深海中的SCC机制为氢致开裂,浅海中的SCC机制主要为阳极溶解。结论 304不锈钢在深海与浅海中的SCC机制不同,但两者的SCC敏感性相近且相对较低,在模拟海水环境中的应用不受海水深度限制。     

TiO2超疏水膜的制备及影响因素

采用溶胶-凝胶法于金属基片上制备了TiO2膜,经表面修饰低表面能物质1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)后,呈现良好的超疏水性能,通过实验优化确定了最佳实验条件,得到最佳TiO2超疏水表面,其与水的接触角达到173.7°。并研究了聚乙二醇(PEG)含量、TiO2纳米粒子含量和烧结温度和时间对超疏水性能的影响。     

阳极氧化法制备TiO2膜在模拟深海热液区的耐腐蚀性能

以恒压阳极氧化方法在钛基体上制备TiO₂氧化膜,使用水热釜模拟深海热液区的条件研究其耐腐蚀性能。采用XRD、SEM、接触角测定仪对氧化膜以及腐蚀试样产物进行晶型、表面结构、化学成分和亲疏水性能测定,使用动电位扫描方法对其进行极化曲线测试。结果表明,钛试样和阳极氧化钛试样在模拟深海环境条件下,经过腐蚀反应在表面都生成了一层非致密的TiO₂ 膜,对基体并不能起到保护作用,而阳极氧化生成的致密TiO₂ 膜对基体能够起到很好的保护作用。经腐蚀后钛试样表面有TiH₂相的形成,腐蚀电位负移0.45 V。而阳极氧化钛试样表面没有TiH₂相的形成,且腐蚀电位负移较小,表现出良好的耐腐蚀性能。     

钛合金深海应力腐蚀研究进展

基于对钛合金应用及研究报道的梳理,综述了钛合金深海应力腐蚀产生原因及机理,探讨了静水压力、溶解氧含量、pH值和温度等深海环境因素对应力腐蚀开裂的影响,以期为今后钛合金深海应力腐蚀开裂等局部腐蚀行为及机制的深入研究提供参考,为优化钛合金组织性能,建立深海先进钛合金材料体系提供支撑。     

不同催化剂对镁合金表面SiO_2-ZrO_2涂层耐蚀性的影响

镁合金表面溶胶凝胶涂层存在易析出氢气、涂层缺陷多及防腐性能提升不明显等问题。为改善这些问题利用Ce(NO_3)_3催化制得SiO_2-ZrO_2溶胶并旋涂3层于AZ91D镁合金表面,并与HCl催化制得的镁合金表面SiO_2-ZrO_2溶胶涂层进行对比分析。采用扫描电镜和傅里叶红外光谱等分析涂层微观形貌和化学成分;通过接触角测试涂层亲疏水性;利用极化曲线和电化学阻抗谱对比研究不同催化剂加入的溶胶凝胶层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果显示:与HCl催化制得的镁合金表面SiO_2-ZrO_2溶胶涂层相比,Ce(NO_3)_3催化制得的涂层表面微观缺陷少;接触角由84.2°增大到93.5°;同镁合金基体自腐蚀电流密度1.480×10~(-4) A/cm~2相比,HCl催化和Ce(NO_3)_3催化涂层的自腐蚀电流密度分别为2.562×10~(-6) A/cm~2和7.821×10~(-7) A/cm~2,其耐蚀性提升明显;HCl和Ce(NO_3)_3催化涂层阻抗极化电阻值由镁合金基材的224.9Ω分别增大至4 401Ω和53 888Ω,HCl催化涂层的失效时间为1 d,Ce(NO_3)_3催化涂层失效时间延长为3 d。可见,两种催化剂制备的涂层,Ce(NO_3)_3催化涂层防护更持久,耐蚀性更好。     

N6 和 Monel400 镍合金在中国南海深海环境下的腐蚀行为研究

通过实海暴露实验,研究了N6纯Ni和Monel400镍合金在中国南海海域800和1200 m深海环境下的长周期 (3 a) 腐蚀行为。采用SEM,EDS和XRD技术,分别进行了腐蚀形貌观察,腐蚀产物成分和相组成分析。结果表明：在深海环境下,Monel400镍合金的耐局部腐蚀能力要优于N6纯Ni。N6纯Ni在绿色腐蚀产物膜 (由NiCl₂6H₂O组成,还覆盖有少量的CaCO₃和MgCO₃等无机盐类) 下发生了很严重的隧道腐蚀,甚至出现了局部穿孔现象。Monel400镍合金表面生成了宽浅型的点蚀坑,点蚀坑上覆盖有由 (CuNi)₂Cl(OH)₃组成的腐蚀产物。N6纯Ni和Monel400镍合金的最大点蚀坑深度均随水深的增加而降低。     

不同方法制备的AgSnO2TiB2 电接触材料的微观结构和电弧侵蚀行为

分别采用球磨法、可溶性淀粉模板法和滤纸模板法制备了AgSnO₂TiB₂复合粉末,并利用火花等离子体烧结技术（SPS）制备了块体材料。对Ag4%SnO₂4%TiB₂（质量分数）电接触材料的物理性能和电弧侵蚀特性进行了研究。结果表明,模板的空间限域效应有效地改善了增强相在基体中的均匀分散,提高了Ag4%SnO₂4%TiB₂接触材料的导电率和硬度。与球磨法相比,滤纸模板法和淀粉模板法制备的Ag4%SnO₂4%TiB₂复合材料的电导率分别增加了12.18倍和9.60倍, 显微硬度分别增加了17.10%和33.94%。滤纸模板更有利于SnO₂和TiB₂的均匀分散,减少集中电弧侵蚀和飞溅损失,因此具有更好的抗弧蚀性。     

镍基合金718在H2S/CO2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究了镍基合金718在模拟苛刻油田环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,在模拟高温高压H₂S/CO₂腐蚀环境中,718合金腐蚀轻微,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。电化学测试结果表明,在模拟CO₂腐蚀环境中,718合金的阳极极化曲线存在明显的钝化区,而在模拟H₂S/CO₂腐蚀条件下的阳极极化曲线呈现多次活化-钝化转变现象,表明腐蚀产物膜的稳定性降低;EIS表明阻抗谱均有明显的容抗弧特征,不含H₂S时材料显示单一的容抗弧,加入H₂S时低频显示扩散阻抗控制,饱和CO₂溶液中718合金具有相对较大的极化电阻。     

组合超声条件下电沉积 Ni-Nd2O3纳米复合镀层的耐腐蚀性能

分别在单一超声和组合超声条件下制备了Ni-Nd2O3纳米复合镀层,分析了镀层的微观形貌,测定了镀层中纳米Nd2O3的含量,考察了纳米复合镀层的耐腐蚀性能。结果表明:组合超声可以提高Ni-Nd2O3纳米复合镀层中Nd2O3的含量,在组合超声空化效应和协同效应的作用下,复合镀层的晶粒细化,组织致密,腐蚀速率降低,表现出优良的耐腐蚀性能。     

磁致涡流效应对化成铝箔Al2O3-TiO2复合膜结构及性能的影响

以TiCl₄为前驱体溶液,通过磁场辅助电沉积法在腐蚀箔表面形成具有高介电常数的Al₂O₃-TiO₂复合氧化膜。系统研究了磁致涡流效应（MHD效应,Magnetohydrodynamics）对电解液中离子扩散行为及Al₂O₃-TiO₂复合氧化膜结构与性能的影响规律。采用XRD能谱、扫描电镜SEM以及EDS能谱等手段对氧化膜晶相、表面/截面形貌以及Ti元素分布进行表征。结果表明,随着磁感应强度B的增强,电解液中Ti⁴⁺向箔面及蚀孔内的扩散速率增大,复合膜层中锐钛矿型TiO₂含量提高,且其在箔面及蚀孔内部分布均一性提升。另外,氧化膜阳极升压曲线、Tafel极化曲线及交流阻抗曲线的分析结果表明,MHD效应提高了复合氧化膜介电常数,减少了阳极氧化阶段的形成电量,对应的化成箔比电容增大至58.29 μF/cm²,较之无MHD制备的Al₂O₃-TiO₂化成箔,其形成电量减少了24.6%,比电容增加了10.1%。     

阳极氧化钽酸锂薄膜在NaOH溶液中的腐蚀行为研究

通过阳极氧化法在高纯钽片表面制备了钽酸锂复合薄膜,采用浸泡失重法和电化学测试法考察了镀膜前后样品在10% (质量分数) NaOH溶液中的腐蚀行为。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分别对薄膜的物相组成、表面及截面形貌、膜层厚度进行了测试分析。结果表明,阳极氧化后得到的复合薄膜由钽酸锂和氧化钽组成;该薄膜与基体之间结合良好,厚度约3 μm;镀膜后样品的质量腐蚀速率至少减少了6倍,腐蚀电流密度下降了2个数量级,腐蚀96 h后样品表面没有明显变化。而对比的纯钽样品却发生了严重的腐蚀反应,生成了很多长条状和多棱柱状的腐蚀产物Na₃TaO₄、Na₂Ta₂O₆和Na₈Ta₆O₁₉。