围绕轻水反应堆堆芯结构材料辐照促进应力腐蚀开裂的影响因素及机制等综述了辐照促进应力腐蚀开裂研究的现状,讨论了研究中亟待解决的问题,指出了研究的发展方向与趋势。

研究了锻后固溶处理和锻后去应力处理对核电主管道用316LN不锈钢的显微组织、残余应变和常温力学性能的影响,并研究了不同锻后热处理工艺对316LN不锈钢在沸腾的42% (质量分数) MgCl₂溶液中应力腐蚀开裂 (SCC) 敏感性的影响。结果表明,固溶处理能够降低材料的屈服强度和消除锻造过程中的残余应变;锻后固溶处理和锻后去应力处理的样品分别在沸腾MgCl₂溶液中浸泡24,48和72 h后均发生明显的穿晶应力腐蚀开裂 (TGSCC);浸泡72 h后,锻后去应力处理的样品已经完全开裂,而锻后固溶处理的样品只有部分区域发生SCC开裂,即SCC敏感性较低。最后从屈服强度和残余应变角度讨论了锻后热处理对不锈钢SCC敏感性的影响机制。

采用失重法、动电位极化曲线、分子模拟研究了CO₂饱和的3.5%NaCl溶液中,咪唑啉季铵盐 (IAS) 与3种阴离子表面活性剂对Q235钢的缓蚀协同效应。结果表明：IAS与十二烷基磺酸钠 (SDSH) 之间具有较好的缓蚀协同效应,且当二者以1:1的浓度比例复配时,协同效应最明显;IAS与十二烷基苯磺酸钠 (SDBS) 之间同样存在协同效应,但协同效果不显著;而IAS与十二烷基硫酸钠 (SDSL) 之间则存在明显的拮抗效应。3种阴离子表面活性剂对Q235钢均具有一定的缓蚀作用。并利用分子模拟,推测出影响IAS与3种阴离子表面活性剂间的缓蚀协同效应程度的因素。

分别用硬脂酸、油酸、山俞酸和芥酸4种脂肪酸与二乙烯三胺合成了4种咪唑啉化合物。通过动态失重、SEM、接触角、原子力力曲线和分子动力学模拟等分析表征手段,研究了它们在动态H₂S/CO₂体系中对碳钢的缓蚀性能及其在20#碳钢表面上的吸附能力与疏水能力。结果表明,疏水链上带有双键的咪唑啉衍生物疏水效果更好,疏水链带有双键的咪唑啉衍生物其粘附力更大。用分子动力学模拟计算出4种咪唑啉衍生物在Fe (001) 表面的吸附能,疏水链中带有双键的咪唑啉的吸附能都要大于疏水链中没有双键的咪唑啉的吸附能。4种缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果吻合。

采用物理混合的方法在接地网用Q235碳钢表面制备环氧树脂基导电防腐蚀涂层,研究了颜基比 (PBR) 对涂层性能的影响,确定了最佳颜基比。通过电化学阻抗技术测试了以最佳PBR制备的导电防腐蚀涂层对Q235碳钢在土壤中的防护行为,采用SEM技术分析了涂层的微观结构,并测试了涂层的电气性能。结果表明,Q235碳钢在土壤中发生严重腐蚀,E44环氧树脂清漆涂层防护作用有限,而导电防腐蚀涂层对Q235碳钢在土壤中具有优异的防护性能。涂层的体积电阻率和表面接触电阻分别为0.65 Ω·cm和8.72 Ω/cm²。涂层经1 kA大电流冲击20次后,电阻率变化为5.95%,在10 A工频电流作用5次后涂层电阻率变化为11.09%,经冲击电流和工频电流作用后涂层完好,未发现剥落、烧蚀和裂纹等破坏。

通过乳液聚合法制备了聚苯乙烯磺酸 (PSSA) 掺杂态聚苯胺,所得聚苯胺产物的水溶性良好。采用红外光谱、X射线光电子能谱 (XPS) 等手段对其结构及掺杂状态进行了表征,并利用电化学阻抗技术分析了水溶性聚苯胺在酸性NaCl溶液中对20#钢的缓蚀性能。结果表明：合成的掺杂态聚苯胺具有较高的导电率;在掺杂聚苯胺的过程中,PSSA以两种状态存在,即掺杂态和游离态;PSSA不仅是提高聚苯胺电导率的掺杂剂,同时还是诱发其水溶性的稳定剂;水溶性聚苯胺在酸性NaCl溶液中对20#钢具有较好的缓蚀性能,缓蚀率达80%以上。

通过在AA6063铝合金表面预沉积Ce³⁺,再浸涂双-[三- (乙氧基) 硅丙基]四硫化物 (BTST) 的分步沉积工艺,制备了一种高耐蚀性的CeO₂/BTST复合转化膜。结果表明：单独CeO₂膜仅可使铝合金在3%NaCl溶液中的极化电阻提高一个数量级;但复合膜则可使之提高两个数量级,且点蚀电位上升近400 mV。CeO₂/BTST复合膜对铝合金亚稳态或稳态点蚀发展有强烈抑制作用,其噪声电阻达到10 MΩ·cm²以上,在浸泡168 h内基本无亚稳态点蚀发生,而单独的CeO₂膜或BTST自组装膜的耐蚀性均有限,在3%NaCl溶液中浸泡168 h后铝合金表面即出现大量点蚀。由于CeO₂能优先吸附于第二相 (AlFeSi) 组织表面,抑制亚稳态点蚀生长;而硅氧烷与Al—O键结合能高,能有效提高Al基体的全面保护能力,得益于二者的协同作用,采用顺序沉积铈盐/硅氧烷所制备的复合保护层,能同时显著提升铝合金的全面腐蚀与局部腐蚀抗力。

对天然海水中Q235碳钢施加阴极保护沉积钙质层,并用XRD,SEM,FTIR和电化学手段对产物进行表征,同时研究有、无钙质层碳钢在含双眉藻的f/2培养液中的腐蚀行为。结果表明,电流密度为-30 µA/cm²时,沉积层结晶度高、表面平整。双眉藻及其代谢产物 (EPS) 在碳钢表面附着形成生物膜阻碍外界传质过程,但对O₂的扩散阻碍效果不明显。钙质层可以促进生物膜附着,形成的复合结构膜对碳钢腐蚀有显著的抑制作用,且能够阻碍溶液中的O₂向金属基体扩散。复合膜层下碳钢腐蚀经历以下过程：首先,溶液渗透到达金属表面引发腐蚀;随后腐蚀产物在沉积层下部积累使腐蚀速率减小;在最后阶段复合膜层脱落,腐蚀加快。

利用静态腐蚀实验并结合SEM和EPMA等分析技术,研究了Hastelloy N合金和316L不锈钢在700 ℃ LiF-NaF-KF (FLiNaK) 熔融盐中的长时间腐蚀行为。结果表明,两种材料在FLiNaK熔盐中均表现为持续腐蚀,其中Hastelloy N合金耐腐蚀性能优于316L不锈钢。Hastelloy N合金表现为微弱的均匀腐蚀,Cr由合金基体均匀向外扩散;316L不锈钢主要以晶间腐蚀为主,Cr沿晶界向外扩散。浸泡时间增加,Hastelloy N合金单位面积失重先增加然后逐渐减小,316L不锈钢单位面积失重先快速增加,然后逐渐趋于平稳。两种材料在氟化物熔盐中腐蚀行为差异主要与合金化学成分不同有关。

采用计时电流法测定了交流电场作用下O₂在薄液膜中的扩散系数。考察了计时电流法测定氧扩散系数这一方法在薄液膜体系和电场环境下应用的可行性,研究了薄液膜体系中液膜厚度以及外加电场对氧扩散系数的影响。结果表明,O的扩散系数随着薄液膜厚度的减小而增大,随着交流电场强度的增强而增大。交流电场对O扩散系数的影响可能是其加速了O通过气/液界面到达电极表面的过程。薄的液膜和强的电场会加快金属腐蚀的阴极过程中O的传输,从而加速金属腐蚀。

采用计算流体动力学 (CFD) 方法分析了不同颗粒参数包括固体颗粒流速、流量及粒径大小对于弯管不同截面冲蚀速率的影响,求解得到固体颗粒运动轨迹,结合颗粒碰撞模型得到颗粒运动对管壁的冲蚀作用。结果表明：冲蚀严重区域主要存在于下游直管段与弯头连接处的侧壁以及下游直管段与弯头连接处的外侧;Stokes数的变化会导致冲蚀严重区域的移动,下游直管段与弯头连接处侧壁区域并不是都会发生严重冲蚀。

对海砂海水浇筑的钢筋混凝土板进行了双向电渗实验。结果表明,位于电解液保持装置外侧12.0 cm处的钢筋周围均有Cl^-排出和阻锈剂迁入。提出了依据电通量等效原则,通过混凝土实测及安全电压,计算工程应用所需的电流密度和通电时长。最后,对海砂混凝土建筑进行了双向电渗。结果表明,有机物浓度和有害Cl^-浓度比值远大于1.0。室内实验和工程应用均表明,双向电渗起到了良好的除氯阻锈效果,为我国已存的大量海砂建筑的耐久性提升提供了一种有效手段。

针对海洋环境中油气管线腐蚀速率预测的复杂问题,提出了灰色关联分析与模糊神经网络结合的新方法对管线腐蚀速率进行预测。首先使用灰色关联分析对管线腐蚀速率与环境因素进行关联度计算,优选关联度较高的若干参数,然后应用模糊神经网络寻找管线腐蚀速率与优选环境因素之间的映射关系,使得影响管线腐蚀的主要因素数量明显减少,降低了预测难度。还根据管线已有腐蚀速率统计数据对该方法进行了测试,结果表明,管线腐蚀速率预测的平均相对误差为5.96%,方法在减少环境因素数量的情况下仍具有良好的预测精度。因此,基于灰色关联分析与模糊神经网络的新方法能够根据环境因素快速准确地预测管线的腐蚀速率,对保障管线的安全运营具有指导意义。