通过开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化曲线等电化学测试,结合附着力测试、水接触角测试及宏/微观形貌表征等手段,详细对比研究了一种新型单组分氟碳改性环氧涂层对10#钢和LY12铝合金两种不同金属基体的长期防腐蚀性能。结果表明,通过在3.5%NaCl溶液中长期浸泡3500 h的测试,改性环氧涂层对LY12铝合金的防腐性能优于10#钢。改性环氧涂层在10#钢基体表面的失效分为4个阶段,而在LY12铝合金基体表面则分为3个阶段,且失效历程有所不同,涂层/金属界面的腐蚀是决定涂层是否快速失效的关键。铝合金上低的涂层附着力、高的水接触角以及碳钢基体上高的涂层附着力、低的水接触角是造成涂层具有不同失效历程的主要原因。
增材制造(AM)作为先进制造技术,广泛应用于航空航天、医疗和汽车等领域。然而,由于其快速熔凝与逐层堆积的特性,易在成形件中引入孔隙、未熔合、残余拉应力和表面粗糙等缺陷,进而在复杂服役环境下诱发点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂等腐蚀问题,严重影响增材制造零件的耐腐蚀性能。因此,为提升增材制造零件的耐腐蚀性,热处理工艺被广泛应用于其后处理过程中。本文系统综述了增材制造零件的腐蚀行为特征及其影响因素,重点分析了退火、固溶处理和热等静压3种典型热处理工艺的作用机制及其对腐蚀行为的影响。研究表明,合理的热处理工艺可通过释放残余应力、优化晶粒形貌与调节元素分布,在提升材料力学性能的同时,显著增强其均匀腐蚀耐受性与局部腐蚀抗力。本综述旨在为增材制造金属材料的热处理工艺优化与腐蚀防护策略提供理论参考与技术支持。
为提高奥氏体不锈钢耐液态铅铋合金腐蚀性能,本文对不同Al含量的含Al奥氏体(AFA)钢进行预氧化处理,并开展了最长达10000 h 的600 ℃饱和氧液态铅铋腐蚀实验,探究其在高温液态铅铋环境中的腐蚀行为。通过观察腐蚀样品的表面和截面形貌,对不同Al含量合金的氧化层结构和成分进行分析。结果表明,AFA钢的耐铅铋腐蚀性能随Al含量(3.5%~4.5%,质量分数)的增加而增强,且4.5Al (质量分数,%)合金的Al2O3氧化膜的破损比例≤ 20%,表现出优异的耐腐蚀性能。由于Al2O3膜的薄弱区在长期腐蚀过程中产生微观缺陷和表面NbC被氧化为Nb2O5,使四周Al2O3膜产生的微裂纹,为合金元素和氧的扩散提供快速通道,使合金发生局部内氧化现象。
为研究不同WC含量对AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金复合涂层磨损和腐蚀性能的影响,本研究采用双路送粉激光熔覆技术,在45#钢表面制备了含WC质量分数分别为0%、10%、30%和50%的AlCoCrFeNi2.1-WC x 复合涂层。系统分析了WC含量对涂层的微观组织、显微硬度、耐磨性及耐蚀性的影响规律。研究表明,WC的引入促使涂层在原有的FCC和BCC相的基础上,生成了WC、W2C及η相等金属碳化物,且随着WC含量的增加,涂层中碳化物增强相显著增多,涂层硬度逐步提升。其中,AlCoCrFeNi2.1-WC50复合涂层的显微硬度最高,达到775.8HV0.2,约为45#钢基体的3.8倍。WC的加入亦显著提高了涂层的耐磨性,磨损速率由不含WC时的1.3 × 10-3 mm3·N-1·m-1降至WC50涂层的8.6 × 10-6 mm3·N-1·m-1。但随着WC含量的增加,涂层中不同相之间的电位差加剧,导致电偶腐蚀增强,从而使复合涂层的耐蚀性呈下降趋势。综合硬度、耐磨性与耐蚀性方面性能,WC添加量为30%时综合性能最优,具有耐磨性能和腐蚀性能最好的匹配,拥有良好的工程应用前景。
碳点(CDs)因其突出的光电性能、来源丰富、富含官能团及杂原子、绿色环保等特性,已成为新型纳米级绿色缓蚀剂的研究热点。本文从CDs结构性质出发,归纳总结目前采用自上而下和自下而上途径合成CDs的具体方法,并简要介绍了理论计算在合成CDs中的指导应用。围绕掺杂型(非金属、金属和共掺杂)、表面修饰型和生物质基为研究热点的3类CDs缓蚀剂,展开分析了不同金属在不同介质中的缓蚀性能,以及在溶液中的作用方式和缓蚀机理模型。综合在金属腐蚀防护领域的研究概况,对未来发展趋势进行了展望。旨在通过对CDs缓蚀剂的分析研究,充分挖掘利用其在金属腐蚀防护领域的优势,优化CDs制备工艺,开发出更先进、高效的腐蚀防护技术,为CDs缓蚀剂在未来的深度研究和实际应用提供一定的参考,推动金属腐蚀防护技术实现高质量发展。
无磁钻铤是定向钻井中的关键部件,失效会严重威胁钻井安全,造成巨大经济损失。为提升其服役寿命,本文采用激光熔覆技术在无磁钻铤常用钢P550不锈钢表面制备了同质熔覆层,并对比分析了基体与熔覆层的腐蚀磨损行为。结果表明,激光熔覆不仅使熔覆层晶粒尺寸从42.85 μm显著细化至10.37 μm,还促使N元素在晶界处富集;使熔覆层在静态下的钝化区较基体拓宽了2.7倍,在动态磨损中,其动电位极化曲线也表现出持续的钝化特征,电化学稳定性提升。同时,由于熔覆层再钝化能力良好,且磨损表面生成富Fe2+保护性氧化层,其磨损体积损失低于基体。
增材制造技术的发展为个性化生物医用钛合金的制备提供了新的路径。本研究采用电子束熔融(EBM)技术制备了一种新型亚稳β型钛合金Ti15Nb2.5Zr4Sn,并与传统Ti-6Al-4V (TC4)进行了对比,系统研究了合金的显微组织、力学性能以及在模拟体液(SBF)中的电化学腐蚀行为和生物相容性。结果表明,EBM成形的Ti15Nb2.5Zr4Sn合金以β相为主,具有明显的择优晶体取向,弹性模量降至约40 GPa,接近人体骨组织(10~30 GPa),可能会有效地缓解由较高弹性模量的骨植入物带来的所谓“应力遮挡效应”。在SBF中,Ti15Nb2.5Zr4Sn合金具有宽的钝化区间与较低的腐蚀电流密度(308 nA·cm-2),这是由于表面形成稳定致密的钝化膜,显著提高合金的耐腐蚀性能。合金的钝化膜主要由TiO2、Nb2O5、ZrO2和SnO2构成。细胞培养实验证实,在Ti15Nb2.5Zr4Sn合金表面,MC3T3-E1细胞黏附性强、骨架完整,表明合金具有良好的生物相容性。综上所述,EBM成形的Ti15Nb2.5Zr4Sn合金兼具低弹性模量、高耐蚀性与优异生物活性,展现出成为新一代骨科植入材料的应用潜力。
作为煤矿井下综采作业的核心支护装备,液压支架立柱油缸长期处于高湿、高腐蚀性、高机械载荷的复杂井下工况。这些环境因素促使点蚀、电化学腐蚀的发生,进而导致其表面腐蚀与磨损失效问题,严重威胁矿井的安全生产。本文聚焦激光熔覆表面改性技术,系统总结了热喷涂、电镀、化学镀等传统防护涂层的制备机理及其在耐蚀耐磨性能、界面结合强度、工艺适用性等方面的技术局限性。针对立柱油缸内外表面差异化服役条件,重点探讨了铁基、镍基合金及金属陶瓷复合材料的成分设计与性能适配原则,揭示了熔覆层微观组织与耐蚀耐磨性能的构效关系。最后基于工程应用需求,从涂层材料体系优化和复合制备技术创新两个维度,提出了液压支架关键部件表面功能涂层的发展方向。
高Al含量(~2.3%,质量分数)再生镁合金由于含有较多第二相杂质而表现出较差的耐蚀性,因此往往需要对其进行表面处理才能进一步应用。本工作在高Al含量再生镁合金表面进行了一种新型微弧氧化(MAO)工艺处理,在未向电解液中引入任何颗粒的情况下,生成了水滑石膜层(LDH),从而实现了一步制备得到MAO/LDH复合膜层。利用扫描电子显微镜和能谱仪,对合金基体和MAO处理后样品的表面及截面进行分析;利用电化学测试和析氢实验,表征基体和MAO处理后材料的耐蚀性能。结果表明,MAO层呈现出具有均匀元素分布特征的双层结构,MAO层沉积物表面呈现出典型LDH的规整纳米结构,MAO层厚度约为2.72 μm,主要构成为MgO。LDH层厚度约为60 nm,富Mg、O、P、Al,经TEM分析确定其为Mg-Al LDH。利用本方法处理后的样品与裸基体相比表现出良好的耐蚀性,析氢速率相对于裸基体降低了约96.52%,自腐蚀电流密度降低了3个数量级。本文为镁合金表面一步法制备MAO/LDH复合膜层提供了一种可行的方案。
为研究镁合金电化学阻抗谱中双感抗弧现象的形成机理,本研究选择均匀腐蚀为主的纯镁和局部腐蚀为主的AZ31镁合金样品作为对比样本。在质量分数为3.5%NaCl溶液中浸泡24 h后,电化学阻抗谱测试显示:纯镁样品未出现双感抗弧现象;而AZ31镁合金样品表现出明显的双感抗弧现象。进一步对样品的腐蚀形貌的分析表明:纯镁样品表面形成了较为均匀的腐蚀形貌;而AZ31镁合金同时遭受丝状腐蚀和点蚀,丝状腐蚀和点蚀不同的扩展方式导致样品表面形成了不均匀的腐蚀形貌。电化学阻抗谱与腐蚀形貌特征的分析结果表明镁合金样品中双感抗弧现象的形成与其不均匀的腐蚀形貌有关。
对铸造与光-电复合增材制造Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B (TNM)合金的微观组织及高温抗氧化性能进行研究。微观组织分析表明:铸造TNM合金主要由粗大α2-Ti3Al + γ-TiAl片层组织和少量β0-TiAl相构成,平均晶粒尺寸15.56 μm;而增材制造试样以网篮α2-Ti3Al+细小γ-TiAl和少量β0-TiAl为主,晶粒尺寸显著细化至2.45 μm。900 ℃氧化实验显示,增材制造试样TNM合金氧化速率大于铸造样品,且铸造样品在氧化24 h后在氧化层/基体界面会生成保护性Z相(Ti5Al3O2)。两种工艺制备的合金氧化行为差异主要归因于:增材制造试样细晶结构产生高密度晶界,加速基体内金属离子向外扩散和氧的向内扩散;相较于铸造样品,增材制造在氧化层/基体界面无法形成具有保护作用的Z相,加剧了合金的氧化速率。
通过实验研究了Inconel 718合金在750 ℃的空气、CO2和CO2-30%H2O中的氧化行为,以及合金表面涂覆75%Na2SO4 + 25%NaCl混合盐后在相同温度的空气、空气-30%H2O和CO2-30%H2O中的热腐蚀行为。结果表明,Inconel 718合金不涂盐时在空气、CO2和CO2-30%H2O中都表现出良好的抗氧化性能,表面氧化产物主要由连续均匀的Cr2O3膜组成,厚度分别为0.4 ± 0.1、1.2 ± 0.1和(0.7 ± 0.1) μm。在涂盐后,合金在空气中表现出较差的抗热腐蚀性能,腐蚀膜厚度为(10.2 ± 2.9) μm;在空气-30%H2O中的腐蚀更严重,腐蚀膜厚度增大至(12.3 ± 3.6) μm。合金在这两种气氛中形成的表面腐蚀膜由Cr2O3和少量Fe2O3组成,并且疏松多孔,存在大量剥落的迹象,合金内部发生明显的内硫化。但是,涂盐后的合金在CO2-30%H2O中合金表现出优异的抗热腐蚀性能,表面形成一层连续的Cr2O3保护膜,厚度仅为(1.7 ± 0.4) μm,能为合金基体提供有效的高温防护。
金属腐蚀影响着国民经济的各个领域,对工业制造、环境保护等方面造成了严重威胁。为解决这些难题,光响应自修复涂层作为一种具有特殊功能的智能材料应运而生,它能够在光照条件下实现自我修复,从而恢复涂层的完整性和其他性能。光热自愈技术的精确性、快速响应性及众多优点表明了多种潜在的应用。本文全面概述了光响应自修复涂层的最新进展和挑战,包括自修复涂层的分类、光响应自修复的不同作用机理及在防腐、防冰、除冰和预警等领域的应用。最后,本文强调了一些尚未解决的关键挑战并讨论了该领域的未来发展方向。
将钢筋混凝土桩置于室内海洋环境模拟系统,通电加速锈蚀使其达到5%、10%和15%的理论锈蚀率,随后在桩基的干湿区包裹纤维编织网增强混凝土(TRC),并施加电流对钢筋进行为期90 d的阴极保护。实验过程中采集桩基表面的裂纹形貌并计算分形维数,测试桩基不同高度处的极化电阻与电化学阻抗谱。结果表明,分形维数、极化电阻及Nyquist图中的低频区容抗弧半径和Bode图中的低频区相位角均随锈蚀进程和保护时间而规律性变化。提出合理的等效电路,量化得到混凝土电阻和电荷转移电阻。研究结果为海洋环境中桩基锈蚀状态与阴极保护效果的评估与监测提供参考。
基板表面状态是影响镀锡板镀层结构与耐蚀性能的关键因素,酸洗工艺可有效改变基板表面状态。本文针对不同表面粗糙度等级的基板,分别采用电解酸洗和化学酸洗进行前处理,结合电化学分析测试、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法,系统探究了基板表面状态在不同酸洗工艺下的变化及其对镀锡板耐蚀性能的影响。结果表明,对于粗糙表面基板,电解酸洗可降低基板表面粗糙度,促进锡层沉积及合金层柱状晶粒的形成,提升耐蚀性能;而化学酸洗处理后基板粗糙度较高,抑制了锡层生长,合金层组织细小,耐蚀性能下降。对于光滑表面基板,更换酸洗工艺的影响较小。基板表面状态在镀层沉积与耐蚀性能形成中起关键作用,其变化影响锡层沉积过程、Sn-Fe合金层的组织结构。
微生物因其具备规模化增殖、基因编辑及环境响应等优势,在抑制腐蚀方面展示出巨大潜力。本文首先综述了国内外关于微生物抑制腐蚀的不同机制的研究进展,概述了目前已发现的诱导矿化的微生物类型及几类典型的矿化产物类型,并详细介绍了微生物矿化抑制腐蚀的机制,重点分析了如何通过成核位点优化、改变环境因素、控制脲酶的表达及3D打印等策略人为干预微生物诱导矿化实现长效腐蚀防护。最后,对微生物矿化抑制腐蚀技术面临的挑战进行总结,并对如何优化微生物矿化抑制腐蚀的技术提出了展望。
海洋生物污损与腐蚀现象严重威胁海上装备、船舶及油气管道等设施的安全运行。涂层技术作为一种经济环保且高效的表界面修饰手段,在缓解上述问题方面展现出显著优势。然而,传统海洋防护涂层存在环境毒性高、基材兼容性差和耐久性不足等固有缺陷,难以满足复杂海洋环境下的长效防护需求。为此,开发更加绿色环保、高效耐久的海洋防护涂层成为当前研究热点。本文从表面润湿性设计角度出发,系统评述了4种典型超浸润海洋防护涂层的研究进展,并对其未来发展方向进行了展望,为新型海洋防护涂层的设计提供理论参考。
增材制造技术因其在复杂结构成型上的高灵活性,在核电领域具有广阔应用前景。然而,增材制造会导致材料内部形成独特的柱状晶、熔池边界等非均衡组织,进而对材料在高温高压水中的应力腐蚀开裂行为(SCC)产生显著影响。本文综述了选区激光熔化(SLM)增材制造不锈钢的组织结构特点及其SCC行为研究进展,重点分析了成分、组织结构差异及服役环境对SLM不锈钢SCC行为的影响规律和机制,并基于此讨论了现阶段SLM技术在核电领域应用过程中所面临的挑战与发展方向。
Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo (Ti80)合金是我国针对海洋工程领域自主研发的一种新型钛合金,然而传统制备成形方法存在工艺复杂、工序长、成本高等问题。以高能电子束为热源、金属丝为原材料、在真空环境下快速沉积的电子束熔丝沉积技术,非常适合高熔点、高活性钛合金的高质量快速成形。本文采用电子束熔丝沉积技术制备了Ti80合金,并对其进行了3种不同工艺的热处理,详细分析了热处理制度对电子束熔丝沉积Ti80合金微观组织和腐蚀行为的影响。结果表明,经不同热处理制度处理后的合金均主要由α相构成,然而组织形态具有显著差异,热处理之后分别获得了3种合金分别具有粗网篮组织、全片层组织和层级组织,它们不同于传统锻态合金的等轴组织。电化学测试结果表明层级组织的耐腐蚀性能最好,全片层组织次之,粗网篮组织最差, 但仍优于锻态合金,这与合金表面形成的氧化膜的厚度密切相关。本文研究结果为通过调整热处理工艺调控钛合金的微观组织进而改善其耐腐蚀性能提供了理论依据。
硫化物在特殊海洋环境(如深海热液区、工业污染区等)中十分常见,本研究通过电化学技术原位监测TC4钛合金的腐蚀磨损过程,并利用台阶仪与3D轮廓仪对磨损后的体积进行量化,结合扫描电子显微镜和能谱仪观测微观形貌及成分,讨论S2-浓度对TC4钛合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀-磨损动态损伤过程中的影响。结果表明,TC4钛合金的总腐蚀磨损量随着S2-浓度的增加显著增大,且磨损机制从单纯磨料磨损转变为磨料、疲劳磨损共存的复合机制。在腐蚀磨损过程中,当S2-浓度从0 mmol/L增加到60 mmol/L时,TC4钛合金的开路电位降低了400 mV左右。同时,腐蚀电流密度增大了近2个数量级。腐蚀磨损交互量化分析表明,腐蚀促进磨损分量占比从2.94%提升到5.59%。海水环境中的S2-破坏了钛合金表面钝化膜,加速局部腐蚀并加剧磨痕区域的二次溶解,最终导致TC4钛合金在腐蚀磨损过程中的耦合损伤效应显著增强。
采用电化学阻抗谱技术研究激光粉末床熔融(LPBF)成形和轧制CoCrNi中熵合金(MEA)在650 ℃高温环境中受50%KCl + 50%Na2SO4 (质量分数)混合盐膜作用时的腐蚀行为。结果表明,LPBF成形合金在腐蚀周期内呈双容抗弧响应,而轧制合金在腐蚀初期呈双容抗特征,随着时间延长逐渐转变为扩散特征。微观表征显示,LPBF成形合金表面形成由Co3O4、NiO、Ni3S2和Cr2O3组成的多元产物层结构;而轧制合金表面仅生成单一Cr2O3,且伴随严重的内氧化。两种合金的晶界密度和晶界特征分布影响了金属原子和腐蚀介质的扩散行为,进而导致其电化学腐蚀行为及腐蚀产物膜结构存在差异。
对比研究了选区激光熔化制备的316 (SLM-316)不锈钢与传统铸造316 (Cast-316)不锈钢在700 ℃高温环境下的氧化与盐腐蚀行为。结果表明,SLM-316不锈钢具有更优异的耐氧化和腐蚀性能。经200 h氧化后,其氧化增重仅为0.047 mg/cm2,氧化膜均匀致密,厚度低于1 μm;而Cast-316不锈钢氧化层出现明显分区,局部厚度超过10 μm,氧化增重达0.083 mg/cm2。在沉积固态NaCl的高温腐蚀环境中,二者均发生腐蚀,产物均以Fe2O3和NiCr2O4为主。其中,SLM-316不锈钢增重仅0.23 mg/cm2,而Cast-316不锈钢发生严重腐蚀产物剥落,失重达-2.4 mg/cm2。SLM工艺引入的超细亚晶结构促进了Cr2O3保护膜的快速形成,显著提升了材料的抗高温氧化与耐盐腐蚀性能。
TiAl合金作为一种新型的轻质高温结构材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而,抗高温氧化性能不足限制了TiAl合金的进一步应用。本研究采用新型溶剂热液相氟化处理技术,在Ti45Al8.5Nb合金表面引入氟化层,旨在促进合金表面原位生长出致密的Al2O3氧化层,进而提高合金的抗高温氧化性能。研究了液相氟化处理后Ti45Al8.5Nb合金在900 ℃空气中的氧化行为及氧化层组成与结构。结果表明:液相氟化处理可显著降低Ti45Al8.5Nb合金的氧化速率,经900 ℃氧化100 h后,液相氟化处理试样的氧化增重由未经处理试样的1.12 mg·cm-2降至0.45 mg·cm-2。液相氟化处理可促使Ti45Al8.5Nb合金表面生成连续且致密的Al2O3保护层,有效抑制了氧的内扩散,进而显著提高了合金的抗高温氧化性能。
通过蒸汽氧化实验与热力学理论计算研究了K444、K452燃气轮机用典型高温合金在高温蒸汽中的氧化行为,并对K444和K452合金分别进行不同的表面涂层处理,分别为CoCrAlY和PtAl涂层材料。研究表明,在1000 ℃、含10% (体积分数) H2O的空气中,PtAl涂层材料氧化增重遵循抛物线氧化规律,K444和K452合金及CoCrAlY涂层样品均出现失重现象。K444和K452合金表面形成了Al2O3、Cr2O3和TiO2氧化物。4种样品的抗蒸汽氧化性能排序为:PtAl涂层> CoCrAlY涂层> K452合金> K444合金。两种涂层均能够提升材料的抗氧化性能,而PtAl涂层具有更优的抗蒸汽氧化性能。
TC4钛合金凭借其优异的综合性能在工业领域备受关注,但其加工难度较大,增材制造技术被视为一种有效的加工替代方案。本文通过电化学测试与XPS分析,对比研究了电弧增材制造、激光选区熔化增材制造与传统锻造TC4钛合金的钝化行为,结果表明,3种状态下形成的钝化膜在主要组成元素与半导体性质方面相似,但膜内各成分的相对占比及所含的缺陷浓度存在差异。
电子器件液体冷却系统回路中,广泛存在乙二醇冷媒介质下的异种金属材料电偶腐蚀兼容性问题,严重威胁着液冷系统的边界完整性和电子器件服役安全。本文通过电化学测试、腐蚀浸泡实验等方法,系统研究了乙二醇-水溶液中TP2铜合金和AA1060铝合金之间的电偶效应及反应机制。结果表明,在乙二醇-水溶液中,AA1060铝合金作为电偶阳极,TP2铜合金作为电偶阴极,二者腐蚀电位差达608.8 mV,电偶腐蚀风险高。腐蚀初期,电偶电位处于AA1060铝合金点蚀击破电位之上,AA1060铝合金在强阳极极化作用下发生自发的点蚀行为。通过腐蚀浸泡实验获得的AA1060铝合金最大点蚀深度(188.24 μm)对应的最大点蚀速率2.29 mm/a,高于电偶电流推算的腐蚀速率1.09 mm/a,这种腐蚀速率的差异与Cu2+在AA1060铝合金反沉积、并诱发局部微电偶效应相关。在该过程中,由于乙二醇溶液电阻大,TP2铜合金未充分阴极极化,仍能通过自腐蚀溶解部分Cu2+,溶解的Cu2+在AA1060铝合金表面通过置换反应生成单质Cu,并与Al基体形成局部的Cu-Al微电偶,进一步促进了AA1060铝合金的局部溶解,使得电化学测试得到的腐蚀速率小于实际腐蚀速率。
将二元稀土铝合金Al-10%RE (RE = Ce、Nd、Y、La,质量分数)在三亚和青岛2个大气腐蚀试验站进行了大气环境暴露试验。通过测量质量损失、观察腐蚀形貌、分析腐蚀产物和进行电化学测试等手段研究其在典型海洋大气环境下的腐蚀行为。结果表明,110 d的试验周期内,2个试验站的腐蚀速率关系是青岛>三亚,这可能与大气中SO2含量有关。4种铝合金腐蚀速率关系Al-10Nd > Al-10La > Al-10Y > Al-10Ce,这可能与其微观结构析出相的数量和分布有关。2个试验站的腐蚀都是以局部腐蚀为主,形成的腐蚀产物成分差别不明显,主要产物是Al2O3、AlO(OH)和Al(OH)3。此外,青岛站还生成了少量Al2(SO4)3。生成的腐蚀产物膜对腐蚀过程有一定影响,合金的保护能力会随着时间的推移而发生变化。
采用激光粉末床熔化技术制备了4种具有不同构筑角度和支撑的AlSi10Mg块体合金,研究了构筑角度和支撑对其腐蚀行为的影响规律。结果表明,4种合金样品呈现不同尺寸和分布的柱状和等轴晶粒组合,构筑角度和支撑对合金样品孔隙率和残余应力也存在影响,其中Vertical 90°样品孔隙率和残余应力最高。电化学结果表明,构筑角为45°的带支撑样品耐蚀性最好,具有最高的点蚀电位和极化电阻。讨论了激光粉末床熔融成形AlSi10Mg合金的微观组织对腐蚀行为的影响机制。
通过分子动力学(MD)模拟与密度泛函理论(DFT)计算,系统探究了色氨酸、组氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸及酪氨酸5种含环氨基酸在HCl溶液中对Fe的缓蚀性能及作用机制。结果表明,5种含环氨基酸均具有一定缓蚀作用,色氨酸因独特的吲哚环π电子共轭效应与氨基配位能力,展现出最优异缓蚀性能。分子动力学模拟显示,色氨酸可以吸附在金属表面形成致密的吸附层,其吸附能(-381.45 kJ/mol)显著高于其他氨基酸(如组氨酸:-307.11 kJ/mol),且分子取向利于疏水屏障构建,有效阻隔H⁺/Cl-侵蚀。DFT分析进一步揭示,色氨酸的HOMO轨道(最高分子占据轨道)集中于吲哚环与氨基,可通过电子反馈与金属空d轨道形成强化学键;LUMO轨道(最低分子占据轨道)则分布于吲哚环和羧酸基团,增强吸附稳定性。其全局反应性参数(ΔN = 0.456)远高于其他氨基酸(如脯氨酸,ΔN = 0.325)表明其电荷转移能力突出,抑制金属阳极溶解与阴极析氢的协同效果显著。同时,经过电化学评价,色氨酸同样具有最佳的缓蚀行性能,与理论计算结果保持一致。
探讨了304不锈钢在硝酸盐和硫酸溶液中钝化时间对其耐蚀性能的影响,采用电化学方法研究耐蚀性能,确定最佳钝化时间,利用表面分析技术对极化后的试样进行腐蚀形貌分析。研究结果表明,钝化时间对304不锈钢的耐蚀性能具有显著影响。随着钝化时间的延长,耐蚀性先增强后减弱,钝化时间为70 min时耐蚀性最好。与钝化70 min相比,90 min时钝化膜的腐蚀电流密度Icorr由7.032 × 10-7升至3.630 × 10-6 A·cm-2,钝化膜电阻Rf由5.514 × 104降至1.024 × 104 Ω·cm2,施主密度ND由2.580 × 1020升至11.47 × 1020 cm-3,耐蚀性能下降。