Cl-和H+对2024-T3铝合金初期腐蚀的协同效应

利用电化学工作站、光学显微镜和扫描电镜等设备,测量并观察了2024-T3铝合金在不同 Cl-和 H+浓度水溶液中的极化曲线、开路电位及微观腐蚀形貌;建立了用于双因素协同效应分析的数学模型,量化了 Cl-浓度和 H+浓度对铝合金初期腐蚀速率的主效应、协同效应以及简单效应,探讨了二者的协同作用机制.结果表明:Cl-和 H+浓度增加,铝合金腐蚀加剧,但表观腐蚀形貌未改变;置信度为0.005时,Cl-和 H+浓度对腐蚀速率的主效应及协同效应显著,由主到次可排序为 H+、Cl-、H+×Cl-(协同效应),二者的简单效应亦有显著性差异;二者通过改变钝化膜性质来影响铝合金初期的腐蚀行为,在不同浓度水平下,主导钝化膜破坏的反应有所不同,当H+浓度较高时,钝化膜的溶解破坏占据主导地位,当H+浓度较低时,Cl-和H+对钝化膜的协同破坏占据主导地位.     

水热法合成KGd0.9-xF4∶10% Yb3+, x% Er3+微晶及其上转换发光性能

通过水热合成法制备了KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)微晶,借助X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光分析(PL)对所得样品的晶相结构、形貌和发光性能进行了表征;着重探讨了Er~(3+)掺杂量对样品微观结构及发光性能的影响。XRD结果表明制备的KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)系列微晶均结晶良好,属于立方晶系,其结晶性随着Er~(3+)含量的增加而增强。SEM表明所有制备的样品均为粒径在0.1~0.3μm范围内的类球形颗粒。荧光光谱显示,在980 nm近红外光激发下,所有样品均出现了位于524 nm和545 nm的绿发射及位于660 nm的红发射,分别对应于Er~(3+)的(2H11/2,4S3/2)→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。色度坐标图表明制备的KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)系列微晶均发出较纯的绿光。     

玻璃载银抗菌材料的Ag+溶出性质及与大肠杆菌作用机理

研究了玻璃载银抗菌材料的Ag~+溶出性质及其与大肠杆菌作用的过程、效果和抗菌原理。通过X射线衍射仪(XRD)测试发现材料为非晶态物质,激光粒度仪分析表明材料平均粒度D_(50)在10μm以下,且粒度分布范围较宽。最小抑菌浓度方法(MIC)测试表明样品的最小抑菌浓度值为0.2mg/mL,抑菌效果显著;并发现样品粒度分布在20μm以下时对抑菌性能影响不大。采用原子吸收法分析了样品的Ag~+溶出量,发现样品Ag~+溶出量随时间延长而增加,粉体粒度越小Ag~+越容易溶出。与大肠杆菌悬液混合后混合液中Ag~+浓度明显低于纯样品,可能是被细菌吸附所致。对玻璃载银抗菌材料和大肠杆菌作用混合体进行定型、负染,并用透射电镜(TEM)观测其切片前后的形貌,结果发现玻璃载银抗菌材料处理后的大肠杆菌有菌细胞溃烂融溶、菌体断裂现象;而切片样品发现了菌内空泡变性。分析认为玻璃载银抗菌材料中Ag~+溶出,进入菌体内部,攻击细胞核质,使细菌细胞破溃死亡。     

温度对LY12铝合金海洋大气初期腐蚀行为的影响

在模拟海洋大气环境中进行了系列加速腐蚀试验,考察表面带C1-的LY12铝合金在不同温度下的初期(31 d)腐蚀行为.根据腐蚀形貌、试样增重、最大点蚀深度、腐蚀体系的自腐蚀电位、交流阻抗响应等因素随温度的变化,分析了温度对表面带C1-的LY12铝合金在海洋大气中初期腐蚀行为的影响.结果表明,表面含0.01 mg/cm2 C1-的LJY12铝合金,在5～75℃内很快发生腐蚀,不存在从不发生腐蚀到发生腐蚀的温度门槛值.整体上看,增重和最大腐蚀深度都随着温度的升高而增加,不同温度下LY12铝合金初期腐蚀增重随时间的变化较好地符合Boltzman模型.LY12铝合金在不同温度下初期腐蚀的形貌变化几乎不会引起其厚水膜高C1-自腐蚀体系的电位改变,其Nyquist图是实部收缩的单一容抗弧.     

潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响

采用2024-T3铝合金含中心孔试件进行了实验室空气环境和潮湿空气环境下的疲劳寿命实验及升降法实验,研究了潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响.结果表明,潮湿空气环境显著降低了2024-T3铝合金的疲劳性能,潮湿空气环境对其疲劳寿命特征值和疲劳强度均值的影响系数分别为0.6059和0.8722;在潮湿空气环境中疲劳寿命的分散性变大,用疲劳寿命的中值或特征值得到的腐蚀影响系数进行可靠度95%的腐蚀环境下的寿命修正,将得到偏危险的结果.用潮湿空气环境对基本可靠性寿命的影响系数由标准S-N曲线折算得到的对疲劳强度的影响系数与升降法测得的对疲劳强度的影响系数基本一致,在潮湿空气环境下标准S-N曲线参数仍然适用.     

腐蚀环境下2024-T3铝合金疲劳裂纹扩展和剩余强度实验研究

对2024-T3铝合金在5种典型实验室环境和3种组合环境下的疲劳裂纹扩展和剩余强度进行了实验研究.通过实验获得的裂纹扩展数据,对Paris公式进行条件拟合,得到各种环境下的裂纹扩展常数,并作了对比分析.结果表明,腐蚀环境的参与使2024-T3铝合金的疲劳裂纹扩展速率明显加快,不同腐蚀环境对疲劳裂纹扩展速率的影响程度不同,其影响的严重程度由重到轻依次为:油箱结构区、厨房与厕所、油箱积存水、盐水、潮湿空气、高空环境、干燥空气.实验数据还进一步表明,腐蚀介质对临界裂纹长度的影响很小,说明环境对剩余强度能力无直接影响.     

蓝光发射荧光粉Ba3P4O13∶Eu2+的发光特性及热稳定性

采用固相法在相对较低的温度(~840℃)下合成了一种可被紫外光激发的蓝光发射荧光粉α-Ba_(3-x)P_4O_(13)∶xEu~(2+),详细研究了其物相、发光特性与荧光热稳定性。在360nm紫外光的激发下,样品的发射光谱由峰位处于~439nm的不对称宽带组成。通过激发与发射光谱、荧光寿命测试及结构分析证实该不对称宽峰是由于Eu~(2+)在Ba_3P_4O_(13)中同时占据多个不同的格位所致。此外,Eu~(2+)在α-Ba_3P_4O_(13)中的最佳掺杂浓度约为x=0.06,其荧光猝灭机理为电偶极矩-电偶极矩相互作用。与商用绿色荧光粉(Ba,Sr)_2SiO_4∶Eu~(2+)相比,该荧光粉具有更好的热稳定性。α-Ba_3P_4O_(13)∶Eu~(2+)荧光粉有望在紫外激发的白光LED领域得到应用。     

可见光下利用ZrO2(Er3+)/TiO2光催化降解海水中柴油污染

通过共沉淀法自制上转换材料与TiO_2复合的纳米光催化剂;利用SEM、XRD等方法对光催化剂进行表征;通过改变催化剂掺杂比、pH值、催化剂投入量、光照时间和柴油初始浓度研究了可见光下光催化降解海水中柴油污染的影响因素以及复合光催化剂ZrO_2(Er3+)/TiO_2的利用效率,通过正交试验优化海水中柴油污染的降解;进行动力学分析,计算总反应速率表达式。结果表明,当柴油初始浓度为0.20g/L,催化剂投加量为0.8g/L,催化剂掺杂比为40%,pH为7,光照时间为2.5h时,复合光催化剂的利用效率最高,柴油的去除率达到87.74%。ZrO_2(Er3+)/TiO_2在可见光下能够有效地降解海水中的柴油污染。     

Fe+注入增强Ti6Al4V表面喷丸强化层的生物摩擦学性能

为改善Ti6Al4V表面喷丸强化层的生物摩擦学性能,把不同参数Fe~+注入到直径4mm喷丸的强化层中。用Nano IndenterⅡ型纳米显微力学探针测定试样改性层的纳米硬度,在MRTR多功能摩擦磨损试验机上以ZrO_2球/改性层为摩擦副进行人工唾液和透明质酸钠溶液润滑下的生物摩擦学试验,使用S-3000N扫描电子显微镜分析改性层组织形貌和生物摩擦学试验后的磨痕形貌。结果表明:Fe~+注入Ti6Al4V表面喷丸强化层的形成相为Fe2Ti。随着注入能量和剂量增加,Fe_2Ti含量从3.7%增至4.7%;Fe~+注入改性层的纳米硬度从8.46GPa增至10.29GPa,都远高于单一喷丸强化层的5.59GPa;在人工唾液和透明质酸钠溶液润滑下的摩擦因数分别从0.53降至0.38和从0.49降至0.28,都低于单一喷丸强化层的0.62和0.59,磨损呈现不同程度的减轻。Fe~+注入能显著提高Ti6Al4V表面单一喷丸强化层的减摩抗磨性能。     

Fe2+、Fe3+对CaO-Al2O3-SiO2-MgO系微晶玻璃析晶性能的影响规律

为了利用大量的含铁铝硅酸盐固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM、 EDS等手段研究了Fe₂₊、Fe₃₊对CASM系微晶玻璃析晶性能的影响,结果表明,Fe₂₊在微晶玻璃中与Mgz+的 作用相同,取代以网络外体形式存在的Al₃₊,使得微晶玻璃的析晶温度逐渐下降,而对析晶能力几乎没有影 响,并当Fe₂₊掺入量为2%时,主晶相由铝黄长石转变为镁黄长石,在7.5%时,进一步转变为透辉石．Fe₃₊掺 量小于7.5%时,起到补充S14不足的作用,当大于7.5%时,部分Fe₃₊起到与Fe₂₊、Mg₂₊相同的作用,使得 析晶温度呈先升后降的变化,在掺量为7.5%时,铝黄长石主晶相才开始转变为镁黄长石,在10%对,转变为 透辉石,且析晶能力得到大幅提升．随着Fe₂₊和Fe₃₊含量增加,虽然微晶玻璃中主晶相的变化顺序相同,但 Fe₂₊具有降低微晶玻璃析晶温度的作用,而一定量的Fe₃₊可作为晶核剂提高微晶玻璃的析晶能力     

Cr对Q125级套管钢组织性能及CO2/H2S腐蚀行为的影响

为了明确Cr元素对深井、超深井用Q125级套管钢性能的影响,本文设计了4种不同Cr含量的石油套管钢,研究了Cr含量对试验钢组织、力学性能以及CO₂／H₂S腐蚀行为的影响．试验结果表明:Cr质量分数在0.4％～3％变化时,试验钢的屈服强度、抗拉强度随着Cr含量的增加而增大,但横向、纵向冲击功及延伸率则呈现先增大后减小的趋势,当Cr质量分数为1％时,冲击功和延伸率达到最大值;在CO₂／H₂S共存环境下,4种试验钢腐蚀产物膜均分为两层,内层以FeCO₃为主,外层则是FeS和FeS1-x为主,而Cr主要在腐蚀产物膜的内层富集,且随着基体中Cr含量的增加腐蚀产物内层膜的Cr含量也随之增加;Cr的富集增加了腐蚀产物的致密性,进而提高了阻碍基体表面与液体之间离子扩散的能力,使得钢的腐蚀性能得到提高．     

喹啉-2-甲醛对AA5052铝合金早期腐蚀的检测

为寻找适用于监测金属早期腐蚀的方法,以喹啉-2-甲醛作为荧光探针,测试了铝合金5052(AA5052)在1%Na Cl溶液中的早期腐蚀过程。通过荧光光谱法测定了溶液的荧光光谱强度与AA5052腐蚀产生的Al3+浓度之间的线性关系,以考察铝合金的腐蚀程度;采用电化学交流阻抗、电感耦合等离子体发射光谱法、表面形貌观察及能谱测定对荧光分析结果进行了分析、验证。结果表明,该方法具有较高的灵敏度和准确性。     

3种表面处理对2E12-T3铝合金晶间腐蚀和剥离腐蚀行为的影响

为了有效控制2E12新型铝合金的晶间腐蚀和剥离腐蚀破坏,对2E12-B铝合金表面分别进行了包铝、阳极氧化和微弧氧化处理,利用浸泡腐蚀试验、金相显微镜、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等研究了表面处理对2E12-T3铝合金晶间腐蚀和剥离腐蚀行为的影响规律,探讨了作用机理。结果表明：2E12一13铝合金对晶间腐蚀和剥离腐蚀十分敏感,表面包铝、阳极氧化和微弧氧化均能显著提高2E12-13铝合金的抗晶间腐蚀和抗剥离腐蚀性能,其中微弧氧化处理提高抗晶间腐蚀性能的效果最好,表面包铝提高抗剥离腐蚀性能的效果最好。     

SiO2对铝合金熔体直接氧化的影响

本文研究了在高温空气氛中涂覆在Al-Mg-Si合金表面的SiO₂对铝合金直接氧化的影响规律。实验揭示了SiO₂对Al-Mg-Si合金熔体直接氧化生长表面的形态的影响规律,发现SiO₂有助于Al₂O₃/Al复合材料以光滑的方式进行氧化生长,提高了材料的致密度。实验还发现,SiO₂可消减Al-Mg-Si合金熔体直接氧化所需的孕育期,缩短Al₂O₃/Al复合材料的生长时间。     

原位阻抗谱研究β相对镁-铝合金初期大气腐蚀行为的作用

采用原位电化学阻抗(EIS)技术研究了薄液膜条件下β相对镁铝合金初期腐蚀行为的影响。结果表明由NaCl诱发的镁合金初期大气腐蚀,β相起到了关键作用。在早期的10 h内,β相体积分数较多的镁合金对应阻抗谱的电荷转移电阻比较大,表明其腐蚀速率较慢,这是由于镁合金中β相相对耐蚀。但在高浓度Cl~-作用下,随暴露时间的延长,一旦突破合金表面β相的阻碍后电荷转移电阻明显下降,腐蚀速率加快。β相体积分数较少的镁合金随着暴露时间的延长,腐蚀产物膜的保护性明显优于β相体积分数较多的镁合金,这有助于减缓β相体积分数较少的镁合金基体在暴露后期的腐蚀速率。     

316L不锈钢在Cl-和HCO3-协同作用下的腐蚀行为研究

为了探明Cl^-和HCO₃^-协同作用下对316L不锈钢的腐蚀行为的影响,通过交流阻抗(EIS)和循环极化曲线技术考察了不同Cl^-以及HCO₃^-浓度(其中Cl^-浓度梯度为0,0.030 0,0.051 5,0.070 0 mol/L,HCO₃^-浓度梯度为0.01,0.03,0.05 mol/L)对316L在辽河油田地下水环境模拟液中的电化学腐蚀行为的影响情况,并结合金相显微镜对试件腐蚀形貌进行表征,利用X射线光电子能谱(XPS)分析确定其产物成分。结果表明：随着Cl^-浓度的增大容抗弧直径减小,弥散指数降低,点蚀电位降低,腐蚀情况加剧;而随着HCO₃^-浓度的增大,容抗弧的直径增大,弥散指数升高,点蚀电位升高,316L的腐蚀减缓。这是由于Cl^-会破坏316L表面的钝化膜,而HCO₃^...     

不同沉淀剂对Nd3+∶Lu2O3纳米粉体性能的影响

采用湿化学共沉淀法合成了Nd³⁺掺杂的氧化镥纳米晶粉体, 研究了三种不同沉淀剂(NH₄OH、NH₄HCO₃、NH₄OH+NH₄HCO₃)对Nd³⁺∶Lu₂O₃纳米晶粉体性能的影响. 采用NH₄OH+NH₄HCO₃混合溶液作复合沉淀剂所得粉体具有比表面积高(13.37m²/g)、颗粒尺寸小(~30nm)、粒度分布窄(60~160nm)的优点. 该粉体经过干压和等静压成型后, 素坯从室温至1400℃获得的线性收缩率可达17%, 其烧结活性明显高于其它两种沉淀剂所得的粉体. 在流动H₂气氛下, 经1880℃/8h烧结可获得具有优良光学透明性的Nd³⁺∶Lu₂O₃透明陶瓷, 在1080nm波长处的直线透过率超过75%.     

凝胶-燃烧法制备LaNiO3和La2NiFeO6光催化剂的比较研究

采用凝胶-燃烧法制备稀土单钙钛矿型LaNiO_3和双钙钛矿型La_2NiFeO_6光催化剂,利用X射线衍射、BET、红外光谱、扫描电镜进行了表征,并在可见光下以亚甲基蓝为模拟降解物进行了光催化研究。结果表明:钙钛矿LaNiO_3的结构是斜方六面体,而双钙钛矿La_2NiFeO_6的结构是立方体;La_2NiFeO_6的光催化活性高于LaNiO_3,这与二者之间的结构和表面性质的差异有关。     

热处理对Bi2O3-B2O3-SiO2凝胶玻璃粉体结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了一种Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂系玻璃粉体,在200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃温度下分别对凝胶玻璃粉体进行热处理,借助SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman、XPS、DSC、热膨胀仪及“纽扣”烧结实验分别测定了经不同温度热处理后玻璃粉体的结构与性能,分析了其结构变化对玻璃粉体转变温度T_g和烧结特性的影响。结果显示,在实验温度范围内,随热处理温度升高,Bi³⁺逐渐进入玻璃网络中,[BiO₆]八面体和[BiO₃]三角体、[BO₄]四面体和[BO₃]三角体分别与[SiO₄]四面体以顶角相连的方式构建玻璃网络结构。O1s和Bi4f的电子结合能逐渐增大,B1s的电子结合能减小,玻璃网络结构稳定性增强,导致玻璃转变温度T_g及玻璃膨胀软化点温度T_d升高、 润湿性降低且热膨胀系数略有降低。经600 ℃热处理后,玻璃粉体具有较优的烧结性能,T_g、T_d分别约为485 ℃及542 ℃,热膨胀系数α约为7.067×10-6/℃。     

第一性原理对CaTiO3和CaCu3Ti4O12的对比研究

通过Ca替换CaCu_3Ti_4O_(12)晶胞中的所有Cu,建立了包含TiO6八面体扭转的CaTiO3;通过Cu替换CaTiO32×2×2超胞中3/4的Ca,建立了不包含CuO_4正方形的CaCu_3Ti_4O_(12)。采用Materials Studio软件的CASTEP模块,对比了上述晶体和标准晶体成键状况、能带结构、态密度及介电函数,分析了TiO6八面体扭转和CuO_4正方形的影响,发现了Cu-O键或CuO_4正方形对CaCu_3Ti_4O_(12)光频介电常数的关键性作用。研究结果提供了通过内禀机制优化CaCu_3Ti_4O_(12)材料介电性能的新途径。