概括了物理、化学和生物防污这3种目前常见的船舶防污方法,并分析了各自的优缺点,详细介绍了污损释放型防污涂料、导电防污涂料和硅酸盐防污涂料。在上述基础上,提出了将纳米技术和仿生技术相结合的污损释放型防污涂料是未来最重要的防污方法之一。

采用循环伏安法 (CV) 在含草酸、苯胺单体的溶液中以AZ91镁合金为基底沉积聚苯胺 (Pani) 涂层,并通过IR和SEM等手段对涂层的结构和形貌特征进行表征；同时通过极化曲线、开路电位-时间曲线及电化学阻抗谱 (EIS) 等评价涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明,聚苯胺涂层有效提高了镁合金基体的自腐蚀电位,并导致镁合金腐蚀电流密度下降近两个数量级；长期浸泡过程中发现涂层能够有效抑制腐蚀溶液的渗透,阻止基体合金的腐蚀。

在含有丙三醇的硅酸盐体系中,通过微弧氧化法在AZ31B镁合金表面获得了细致均匀微孔的氧化膜。以SEM、电化学工作站和测厚仪为表征手段,利用单因素法分别考察了恒压模式下电压、频率、占空比对氧化膜结构、耐蚀性及厚度的影响。结果表明：随电压的增加,氧化膜的表面微孔尺寸和厚度均增大,但膜层耐蚀性能先增加后降低；随频率的增加,膜表面微孔尺寸减小,耐蚀性能增大,但频率改变对膜层的厚度影响较小；当占空比>45%时,膜层的表面微孔尺寸及厚度有增大趋势,膜层表面出现击穿破坏而导致耐蚀性能降低。优化的电参数为：电压230~260 V,频率300~500 Hz,占空比30%~45%。

在DZ38G高温合金表面制备了NiCr-CrAl,Co-Al,Al-Si和Al-Ti 4种改性的铝化物涂层,对比研究了4种涂层的组织结构和在900 ℃下的涂盐 (25%NaCl(质量分数)+75%Na₂SO₄ (质量分数)) 热腐蚀行为。结果表明：在4种涂层中,Al-Ti涂层表面腐蚀产物连续致密,而且与基体结合紧密,表现出最优异的抗热腐蚀性能。

采用溶胶-凝胶法和旋涂技术在304不锈钢表面制备了纳米ZnO/TiO₂复合薄膜,使用XRD和SEM对复合薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征。采用电化学分析手段研究了薄膜的复合方式和煅烧温度对复合薄膜光电性能的影响, 考察了复合薄膜在3.0%NaCl溶液中对304不锈钢的光阴极保护性能。结果表明,采用分层制备和分步煅烧工艺制备的ZnO/TiO₂复合薄膜具有优良的光电性能,在紫外光激发下对304不锈钢的光阴极保护性能要显著优于单一TiO₂薄膜和ZnO薄膜。

采用金相观察、电化学性能测试、SEM和EDS分析等方法研究了Ti对Zn-5Al合金的组织及耐蚀性能的影响。结果表明：在Zn-5Al合金中加入Ti可细化枝状的β-Zn相,增大共晶组织含量。当Ti含量为0.15%时,初生β-Zn相完全消失,Zn-5Al合金为全共晶组织组成,随着Ti含量进一步升高到0.2%,合金中出现了块状的Al-Ti-Zn三元相。添加Ti提高了Zn-5Al合金的耐蚀性能,Zn-5Al-0.15Ti合金的腐蚀速率和自腐蚀电流密度均最小,分别为0.85 μgcm^-2d^-1和1.403 μA/cm²,且其高频阻抗和低频扩散阻抗均最大。全共晶组织的Zn-5Al-0.15Ti合金发生的是均匀性腐蚀。

采用双槽电沉积方法制备出了Cu/Ni多层膜。探讨了调制波长、热处理条件等对Cu/Ni多层膜合金化行为影响的规律,并借助于SEM和XRD等对Cu/Ni多层膜及其合金化镀层的结构与组成进行了分析表征。结果表明,利用Cu/Ni多层膜合金化方法可以制备出组织均一、成分均匀的Cu-Ni合金镀层,且多层膜调制波长的减小、热处理时间的延长及保温温度的升高均有利于Cu/Ni多层膜的合金化。此外,利用电化学综合测试技术对合金镀层的耐蚀行为进行了评估。结果表明,合金化后的Cu-Ni合金镀层比相应条件下的纯Cu镀层、Ni镀层具有更正的自腐蚀电位、更低的极化电流密度以及更小的腐蚀速率。

对常用的Inconel 690合金进行模拟压水堆 (PWR) 一回路条件下的堆外高温动水回路加Zn腐蚀实验,加锌浓度为0和50 μg/kg的堆外高温动水回路腐蚀实验。实验1200 h后,对690合金表面氧化膜进行SEM表面形貌观察,EDS元素面扫描分析,XPS元素深度分布分析和小角X射线衍射 (GIXRD) 分析。结果表明,未加锌的样品,氧化膜颗粒粗大、疏松,加锌样品表面形成的氧化膜颗粒细小,与基体结合紧密,氧化膜晶粒尺寸服从Gauss函数分布规律。加锌实验后,氧化膜厚度明显减薄。同时,Zn主要分布在氧化层内部,最高值出现在外层氧化膜靠近表面处。加锌后,在氧化膜中形成了ZnCr₂O₄和ZnFe₂O₄化合物,热力学稳定性更高,更具有保护性。

在不改变耐海水腐蚀球墨铸铁基本元素C,Si,Mn,Cu和Al含量前提下,设计了不同Cr和Ni含量的合金系,采用金相观察、硬度测试、失重法测试、EPMA面扫描分析和极化曲线分析等手段研究了其切削性能和耐海水腐蚀的影响规律,获得了一种耐海水腐蚀球墨铸铁的优化成分。结果表明：Cr,Cu和Si等在材料表面形成一层薄且紧密附着的钝化膜,有利于提高合金铸铁的耐蚀性；Ni可以提高腐蚀过程中基体的电极电位,明显降低球墨铸铁腐蚀电流密度,降低腐蚀速率；当Cr含量为0.6%~0.8% (质量分数) 时,既可以保证切削性能,又能提高耐蚀性。与普通的球墨铸铁相比,成分优化设计的球墨铸铁的耐蚀性明显提高。

采用动电位极化扫描、电化学阻抗谱等方法研究在地下咸水不同电导率、pH值和流速条件下,B30铜镍合金和316L不锈钢的腐蚀行为。结果表明：随着地下咸水电导率的增加,B30铜镍合金自腐蚀电流密度迅速增加,点蚀敏感性增大,而316L不锈钢自腐蚀电流密度的增加较缓慢,耐蚀性明显优于B30铜镍合金。在酸性溶液中,B30铜镍合金发生均匀腐蚀。随着pH值的增大,B30铜镍合金点蚀倾向增大,316L不锈钢点蚀倾向减小。流速为1 m/s的冲刷腐蚀条件可以破坏B30铜镍合金钝化膜的形成,而不影响316L不锈钢钝化膜的稳定性。这为热泵系统如何选择金属材料提供了参考。

利用自行设计的管流式海水循环实验装置模拟在0.20~2.00 m/s流速范围内的阴极保护情况,采用恒电流极化法进行阴极保护,通过电位的变化、电极宏观形貌和钙质沉积层的生成情况评价阴极保护效果。结果表明,流速越大,电位达到保护电位-800 mV (vs Ag/AgCl海水) 时所需的电流密度越大；而且当流速大于1.20 m/s时,即使电位达到了保护电位仍可能发生明显的冲刷腐蚀；生成的钙质沉积层主要是单层的富镁层,只有电流密度较大时,才会在富镁层上进一步沉积富钙层。

对经固溶处理的含铜双相不锈钢材料进行了540,560和580 ℃时效处理。利用电化学工作站研究了固溶及时效处理试样在无菌/含菌培养基中的耐蚀性,同时采用OM及XPS检测手段对固溶处理试样及抗菌性最优的经560 ℃时效处理试样菌液腐蚀后的生物膜形貌及表层Cu的腐蚀产物进行了分析。结果表明,在无菌培养基中,固溶处理试样最耐蚀,经时效处理的试样随时效处理温度的升高,耐蚀性下降；在含菌培养基中,经560和580 ℃时效处理试样的耐蚀性比其在无菌环境中的有所提高,固溶处理及经540 ℃时效处理试样的耐蚀性比其在无菌环境中的有所下降。固溶处理试样表面存在厚大疏松状生物膜,表层腐蚀产物中CuCO₃含量相对较低,细菌腐蚀导致试样在含菌介质中的耐蚀性比其在无菌介质中的差；经560 ℃时效处理试样的表层覆盖稀薄生物膜,细菌对试样腐蚀破坏作用弱,表层腐蚀产物中CuCO₃含量高,CuCO₃对试样的保护作用大于细菌的破坏作用,使得其在菌液中的耐蚀性比其在无菌环境中的有所提高。

通过SEM、电化学方法以及XRD半定量分析方法,对在城市大气 (武汉站) 和工业大气 (石化站) 中曝晒早期的Q235碳钢和耐候钢锈层初期演化机制进行研究。与Q235碳钢相比,耐候钢在条件恶劣石化环境中更快体现耐候性,而在武汉站暴晒初期耐候钢腐蚀速率较Q235碳钢快。在含S高的石化环境,对于α-FeOOH形成有一定催化作用。另外发现锈层初期的氧化还原反应分为两个阶段。第一个阶段锈层还原产物的氧化较快,而第二个阶段,还原产物Fe₃O₄积累,氧化过程受阻,并且锈层整体电化学活性有所升高。

根据流体流动的基本规律,建立了冲刷腐蚀和空化流相变的数学模型,利用Fluent软件对喷油嘴内部流体进行数值模拟分析。结果表明：冲刷腐蚀引起材料损坏的严重位置为喷孔入口拐角处。然而当出现“超空穴”现象时,流体最大剪切应力位置会移至喷孔出口处附近；当腐蚀介质一定时,冲刷腐蚀程度随着燃油粘度、流体流速、进口压力、入口圆角的增大而增大,随着背压增大而减小；在进口压力和流速一定的情况下,降低燃油粘度和背压,减小入口圆角既能减缓流体冲刷腐蚀作用又有利于燃油雾化。