简要综述了微弧氧化 (MAO) 及其火花放电机理研究的发展历程。重点根据近年来MAO在镁合金腐蚀防护领域的研究结果,详细综述了电源特性、工作模式、电参数、电解液、后处理、前处理等MAO工艺的进展情况,并指出了今后的发展趋势。同时,也提出了MAO技术在镁合金表面防护领域研究所存在的问题和建议。

介绍了电站燃油锅炉腐蚀的种类,阐述了燃油锅炉高、低温腐蚀的机理。综述了炉内抑制腐蚀的对策,并针对目前主要使用的冷端添加剂、化学清灰剂和锅炉用燃油添加剂,分别论述了其抑制腐蚀的机理及使用特点。指出目前我国在燃油电站锅炉防腐领域的研究现状和大力开展抑制燃油电站锅炉腐蚀研究的必要性,并展望了该研究的应用前景。

总结了提高钛合金表面耐磨性的相关方法,分析了微弧氧化表面改性技术的优势与不足,并对微弧氧化与其他表面改性技术相结合的复合处理进行了详细的阐述,展望了钛合金表面耐磨技术未来发展的方向。

通过拉伸实验和湿附着力评级实验,研究了210 ℃下基体的预热时间对熔结环氧粉末涂层/Q345钢界面结合性能的影响。结果表明,预热时间对涂层体系结合性能影响显著,Q345基体在210 ℃下预热6 h其结合性能达到最佳。采用CLSM、AFM和XPS等表面测试技术分别对基体表面形貌、粗糙度和化学成分进行表征,并探讨基体表面状态与涂层体系结合性能的相关性。结果表明,预热处理使得Q345基体表面生成致密氧化膜,氧化膜成分由外到内依次为Fe₂O₃层和Fe₃O₄层。随着预热时间延长,表层Fe₂O₃厚度基本不变,内层Fe₃O₄逐渐增厚,基体表面粗糙度改变;基体表面粗糙度的改变影响涂层体系结合性能。

以纳米SiO₂为载体,采用层层自组装技术在其表面交替沉积天然聚电解质壳聚糖和环保型缓蚀剂聚天冬氨酸,制备出纳米容器,将纳米容器分散到环氧涂层中获得改性环氧涂层。通过Zeta电位、扫描电子显微镜 (SEM) 和Fourier转换红外线光谱仪 (FT-IR) 对纳米容器进行了表征,利用电化学阻抗技术对比研究了普通环氧涂层与改性环氧涂层/Q235碳钢体系在3.5% (质量分数) NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,纳米容器可以有效减缓海水在环氧涂层内部的扩散,提高环氧涂层的电阻,从而增大腐蚀反应阻力;改性后涂层的电化学阻抗在浸泡120 h后仍维持在10⁵ Ω·cm²以上,耐蚀性显著增强。

利用植酸作为电解质及掺杂剂,成功地在Cu基体表面制备了具有强效防腐特性的聚吡咯 (PPy) 涂层。采用原位电化学石英微晶分析天平 (EQCM) 分析技术对聚吡咯在Cu电极表面上的沉积过程进行了探讨,利用扫描电子显微镜 (SEM) 以及Fourier转换全反射-红外吸收光谱对制备的导电聚合物PPy涂层形貌与成分进行了表征,研究了涂层的抗腐蚀性能。结果表明,电聚合过程中,Cu基体表面首先沉积一层具有保护作用的Phytate-Cu盐层,可抑制基体进一步溶解并有助于聚吡咯的形核及长大。酸盐掺杂的聚吡咯涂层在3.5% (质量分数) NaCl溶液中对Cu基体表现出良好的防护性,pH值为4的弱酸性条件下制备的聚吡咯膜具有最好的耐蚀保护性能。EQCM-循环伏安结果证实,植酸根掺杂的聚吡咯呈现出阳离子选择透过特性,抑制了Cl^-的扩散,并显著地提高了Cu基体的抗腐蚀特性。

利用动电位极化、EIS、三维视频显微镜及XRD等研究了模拟硫酸型酸雨作用下红壤含水量对X80钢腐蚀电化学行为、腐蚀形貌及腐蚀产物组成的影响;同时,依据南昌的气候数据和红壤含水量变化规律,分析了X80钢在酸性红壤中的凝露腐蚀行为。结果表明,X80钢在酸雨红壤介质中的腐蚀速率 (R_ct^-1)、腐蚀类型及腐蚀机制均与红壤含水量密切相关。含水量为15% (质量分数) 体系中,X80钢发生局部腐蚀,整个腐蚀过程均受电化学反应控制,R_ct^-1较小。随着红壤介质含水量的提高,X80钢腐蚀速率增加,且逐渐转化为全面性腐蚀。含水量为25%条件下,电极表面存在疏松腐蚀产物层及土壤颗粒附着。酸雨饱和红壤中,X80钢经受严重的溃疡状腐蚀,腐蚀机制随时间改变;初期,X80钢腐蚀受电荷转移过程控制;15 d后,逐渐转变为活化与扩散联合控制。除酸度外,凝露也是造成红壤强腐蚀性的重要因素;X80钢在南昌红壤中埋设时,表面存在液膜的时间占总埋设时间的比例高达98.6%,腐蚀现象几乎会在管线服役的任何时间均可能发生。

采用动电位极化、电化学阻抗谱和Mott-Schottky方法研究了溶液浓度和Cl^-对X70钢母材及其焊缝在Na₂CO₃+NaHCO₃溶液中电化学腐蚀行为影响。结果表明,X70钢母材和焊缝在0.1~1.0 mol/L (Na₂CO₃+NaHCO₃) 溶液中都能形成稳定的钝化区间。随着溶液浓度的增大,钝化膜的稳定性增加。X70管线钢母材和焊缝的钝化膜均呈现出n型半导体特征,且施主密度与维钝电流密度的变化趋势相同。Cl^-在1.0 mol/L (Na₂CO₃+NaHCO₃) 溶液中,对焊缝组织的吸附现象存在显著特征,主要吸附于氧空位处。

研究了不同工艺条件下A350 LF2钢冷焊修复层的组织特征以及在NACE标准实验条件下的硫化物应力开裂 (SSC) 和氢致开裂 (HIC) 特征。结果表明,低的热输入量、短持续时间和高占空比条件下容易产生未熔合焊接缺陷,Ar气输入量较大则容易产生焊接气泡。H₂S腐蚀实验结果表明,冷焊修复层对SSC不敏感,但是却极易在焊接缺陷处产生HIC裂纹,裂纹在未熔合区以及焊缝气泡的边缘萌生,并沿着焊接熔合线在焊缝一侧扩展。适当的冷焊修复工艺参数能消除焊接缺陷,有利于提高焊缝的抗HIC开裂性能。

从位于中国东海的钢铁研究总院舟山海洋腐蚀研究所近海海域的海底沉积物中分离提取得到杀鱼假交替单胞菌,分别将其接种到细菌培养广口瓶和模拟海水流动环境培养器中,利用电化学工作站、扫描电镜及红外光谱仪对浸泡于两种培养体系中Q235碳钢样品的腐蚀行为进行研究。结果表明,杀鱼假交替单胞菌能抑制碳钢在海水中的腐蚀进程。样品的阻抗在广口瓶培养体系中得到了更为明显的提高,广口瓶培养体系中的碳钢样品表面覆盖着一层质地均匀且完整的生物膜;而模拟海水流动环境中碳钢样品表面的生物膜厚度不均匀,海水通过膜层上的孔洞和裂隙与未成膜基体直接接触,在生物膜与样品表面之间形成氧浓差微电池使得局部腐蚀得以发展。红外光谱分析结果显示,培养7 d后两个体系中碳钢样品表面的生物膜内细菌的分泌物大分子不同。

采用熔铸法制备了Mg,Ag,Zn含量不同的4种铝锂合金。研究了上述铝锂合金在T6态时效下晶间腐蚀 (IGC) 行为,并总结出4种不同的晶间腐蚀典型形态。结果表明,Mg,Zn,Mg+Zn微合金化的Al-Cu-Li合金随着时效时间的延长表现的晶间腐蚀变化趋势一致。和添加Mg相比,单独添加Zn的Al-Cu-Li合金晶间腐蚀敏感性较弱。Mg+Ag微合金化Al-Cu-Li合金出现与其他3种合金不同的晶间腐蚀形态,其原因是晶界出现了大量连续的T1相,与临近晶界的无组织沉淀带 (PFZ) 存在电位差,导致阳极溶解的发生。

在电阻炉中熔炼得到Zn-Al-Mg合金,然后分别在水冷、空冷和炉冷的条件下冷却到室温。采用SEM观察不同凝固方式下的Zn-Al-Mg合金微观组织,并采用电化学方法研究了凝固方式对样品耐腐蚀性能的影响。结果表明,Zn-Al-Mg合金的微观组织由富Zn的初晶组织以及Zn-Al-Mg共晶组织构成。采用炉冷方式得到的Zn-Al-Mg合金中的初晶组织尺寸最大,比例最高。随着合金凝固速度的提高,合金中的初晶组织显著细化,共晶组织所占比例增大,共晶组织从颗粒状转变为层片状。采用不同凝固方式得到的Zn-Al-Mg合金的自腐蚀电位相近,但是自腐蚀电流以及电化学阻抗谱有明显差异,炉冷方式的Zn-Al-Mg合金的自腐蚀电流最小,耐腐蚀性能最好。

通过计时电位法和电化学阻抗谱技术研究Mg(NO₃)₂+Mg(ClO₄)₂复合电解液中AZ31B镁合金电极的放电性能和电压滞后,并初步探讨了镁合金电极表面腐蚀膜的结构变化。结果表明：AZ31B合金在Mg(NO₃)₂：Mg(ClO₄)₂溶液体积比为72∶28和74∶26时恒流放电曲线平稳,在2.5和6 mA·cm^-2放电时稳定电位均可达到约-1.24 V,电压滞后时间为5~8 s;放电后表面膜的化学基团与放电前相同,放电破坏了镁合金电极表面腐蚀膜,造成连续串珠状点蚀坑,其膜电阻消失,电荷转移电阻减小至375 Ω·cm²。

采用电化学测试技术以及浸泡实验对含硫化物夹杂的铁基块体非晶合金在HCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,该非晶合金在不同浓度以及不同温度的HCl溶液中均呈现出明显的钝化特征,其耐蚀性能随着溶液浓度和温度的升高而逐渐降低;Nyquist曲线均只有一个容抗弧,电极系统的Faraday过程均由电极电位控制。浸泡腐蚀后的SEM形貌特征表明：硫化物颗粒对铁基非晶合金的腐蚀无明显影响,未诱发明显点蚀。

采用单一钼酸盐与各种复配钼酸盐钝化液对T2铜与QCr0.5铜合金表面进行钝化处理,分别运用电化学法、硝酸点滴实验、中性盐雾实验、SEM,XRD等手段对不同钝化膜的微观结构与耐蚀性能进行研究,并与铬酸盐钝化结果进行对比。结果表明,双氧水与聚天冬氨酸 (PASP) 作为添加剂,可以提高钼酸盐的钝化效果,尤其是两者同时加入时显著促进了钝化膜的形成,使两种钢材的溶解及表面形貌的腐蚀程度降低到最低限度,形成以Cu的氧化物为主的钝化膜,显著提高试样的耐蚀性。相比未钝化试样,钝化试样表面光泽较好。钝化试样经过盐雾实验后,表面腐蚀坑较少,存在一定的金属光泽;特别是T2铜的钝化效果最好,其PASP+H₂O₂复配钝化后的自腐蚀电流密度仅为3.10×10^-6 A/cm²,近似于铬酸盐钝化的9.06×10^-7 A/cm²,达到了与铬酸盐钝化类似的效果。