分别从电气化铁路交流干扰形式、交流干扰判断指标、电气化铁路对埋地管道影响规律及缓解措施等方面,介绍了国内外电气化铁路对埋地管道交流干扰的研究现状和进展,并对未来电气化铁路交流干扰的研究方向进行了展望。

综述了人工合成类天然产物防污剂,主要包括异噻唑啉酮类、辣素类、吲哚类、呋喃类、树脂类防、吡啶类和二硫代类的研究进展。重点论述了以天然产物为先导化合物,通过合成手段研制防污剂的目前现状。

采用开路电位、电化学阻抗技术以及动电位极化曲线测试的方法,研究了Q235钢在北山地区地下水模拟溶液以及模拟的核废料深地质处置环境中的电化学腐蚀行为。结果表明,Q235钢在地下水环境中的腐蚀速率高于高压实膨润土环境中的腐蚀速率,且其腐蚀速率最大值出现在70~90 ℃区间。在模拟的核废料深地质处置环境下,Q235钢在含水率为20%的高压实膨润土中的腐蚀速率显著高于其他含水率条件,该含水率是高压实膨润土饱和与非饱和两种水分状况的交界。其中高含水率的高压实膨润土环境,阴极氧气的扩散是腐蚀的主要限制因素;而对于低含水率的高压实膨润土环境,电导率是决定腐蚀速率的主要因素。

通过筛选和优化得到最佳配方的复合型水处理剂,该复合配方的组成为水解聚马来酸16 mg/L+表面活性剂1.5 mg/L+月桂酰基肌氨酸钠75 mg/L+唑类2.0 mg/L。采用静态阻垢法、旋转挂片法和极化曲线法对复合型水处理剂的阻垢缓蚀性能进行了研究,采用扫描电镜对腐蚀试片和垢样的形貌进行了观察。结果表明,复合药剂的阻垢率高达95.70%,对A3碳钢和T2紫铜的缓蚀率分别达到95.58%和93.25%,是一种性能优良的阻垢缓蚀剂。复合药剂通过吸附在CaCO₃晶面的活性生长点,使晶格发生扭曲,以达到阻垢效果,复合药剂对A3碳钢是一种抑制阳极极化为主的混合型缓蚀剂;对T2紫铜是一种抑制阳极极化的阳极型缓蚀剂。

以4种不同碳链长度的烷基硫醇、氯乙酸钠和苯并三唑为原料,合成了一系列新型的1-(2'-烷硫基乙酰基)-苯并三唑缓蚀剂。采用失重法和电化学方法评价了这4种苯并三唑衍生物对Cu在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的缓蚀性能,同时对缓蚀剂分子在Cu表面的吸附规律进行了初步的研究。结果表明,该系列苯并三唑衍生物是一类以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,其在Cu表面的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程包括物理吸附和化学吸附,当用量为150 mgkg^-1时,缓蚀率可达到94.6%以上,并且具有良好的耐温性能。

研究了铝空气电池阳极合金Al-0.5Mg-0.1Sn-0.05Ga (质量分数,%) 在铸态及40%变形状态下、在2 mol/L NaCl及4 mol/L NaOH溶液中的电化学性能,以期改善该合金的放电性能。结果表明,40%变形工艺提高了该合金的电化学活性,同时减小了合金的腐蚀速率。这是由于通过变形使铸态合金晶粒细化所致。合金的放电形貌及电化学阻抗谱 (EIS) 测试结果与电化学性能相符,变形合金作为阳极的空气电池,在2 mol/L NaCl溶液中的工作电位及阳极利用率高于Zn在4 mol/L NaOH溶液中相应的性能。

采用电化学方法结合金相显微镜研究了奥氏体焊条水下湿法焊接的低合金高强钢CCSE40在海水中的腐蚀电化学行为。结果表明,浸泡初期热影响区 (HAZ) 的腐蚀速率最快。随着浸泡时间的增加,母材 (BM) 的腐蚀速率最快。造成这种现象的原因是腐蚀产物不同引起的。浸泡初期,锈层较薄,HAZ与BM的腐蚀产物比较疏松,对溶解氧的扩散影响不大,HAZ的腐蚀速率较快。长期浸泡,HAZ表面生成的锈层非常致密,阻碍了溶解氧的扩散,而BM表面的锈层仍然比较疏松,此时BM腐蚀速率较快。

以NaCl+NaHSO₃为腐蚀介质,通过周期浸润加速腐蚀实验、腐蚀失重、XRD、XPS、SEM/EDS和极化曲线等,研究了湿热工业-海洋大气环境中,Si对桥梁钢腐蚀行为的影响。结果表明：实验钢的腐蚀过程遵循幂函数分布规律。Si含量由0.25% (质量分数) 增加到0.48%,实验钢的耐蚀性提高,但随锈层保护性增强,Si的作用有所减弱。Si在强化铁素体组织、细化腐蚀产物颗粒和促进铁氧化物结晶方面的作用显著,能使锈层的保护性在短时间内得到提升。同时Si在裂纹和锈巢边缘出现富集,一定程度上能帮助修复锈层缺陷。Fe₂SiO₄是Si在锈层中的主要存在形式,具有反尖晶石结构,能增强锈层的稳定性。

选取耐海水腐蚀钢筋00Cr10MoV为实验材料,采用X射线光电子能谱 (XPS)、电化学阻抗谱 (EIS) 和极化曲线等测试方法,研究了其在模拟混凝土孔隙液中钝化膜的组成和电化学行为,以及Cl^-对其钝化膜的影响。结果表明,00Cr10MoV试样在该条件下的钝化膜组成主要为FeO,Cr₂O₃,γ-FeOOH和CrOOH;Cl^-的存在对钝化膜形成有阻碍作用,且使试样的点蚀电位和电荷转移电阻有所下降,但对维钝电流密度影响不大;试样钝化240 h后形成的钝化膜耐Cl^-侵蚀能力较强,当Cl^-浓度达到5 mol/L时,电荷转移电阻仍维持在较大值,约为2.755×10⁶ Ωcm²,其耐Cl^-侵蚀能力明显优于20MnSiV钢。

用两步电镀法在Fe基体表面制备了微纳米尺度特殊结构的超疏水镍镀层。用SEM观察了镀层形貌,并测定了H₂O在镀层表面的接触角,用Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了镀层的防腐性能。结果表明,经两步电镀所制备的镍镀层为花瓣状微纳米结构,粗糙程度较Fe基体表面有明显提高,有效提高了表面的疏水性,H₂O在镀层表面的接触角高达140.23°。经过进一步的低表面能物质修饰后,接触角大于150°。镀层在3.5%NaCl溶液中表现出了良好的耐蚀性。

采用直流电沉积的方法在低碳钢表面制备了一层Ni-W合金镀层,研究了pH值对电沉积Ni-W合金镀层结构及其耐蚀性能的影响。结果表明：在硫酸盐-柠檬酸镀液体系中可直接沉积一层均匀致密的Ni-W合金层,pH值小于7的镀液沉积得到纳米晶结构的Ni-W镀层;pH值大于7时,镀层为非晶态结构。Ni-W合金层的硬度主要由镀层中W含量所决定,镀液pH值为5.5时所沉积的Ni-W镀层中W含量最高,镀层的硬度最高 (753 HV);在3.5% (质量分数) NaCl溶液中,Ni-W合金层均表现出比低碳钢更低的电化学活性,对基体具有良好的保护作用。在所有的Ni-W合金镀层样品中,非晶态镀层由于表面易发生钝化而具有更加优异的耐蚀性能,其中镀液pH值为7.5时所沉积的镀层具有最优的耐蚀性能。

应用阵列电极 (WBE) 技术研究了浸泡在3.5%(质量分数)NaCl溶液中水线区大尺寸电极的涂层劣化和涂层下金属腐蚀发生发展过程。结果表明,浸泡起始时,电极表面阴极区和阳极区分布状态主要受渗水过程影响。随着浸泡时间延长,水线作用明显增强,水线处为阴极,电极底部为阳极,水线处溶解氧浓度高,阴极反应电流大,涂层劣化和涂层下的基体金属腐蚀严重。涂层下基体金属腐蚀溶解反应发生前,必先发生阴极溶解氧还原反应。涂层破损后该电极就成为稳定的阳极区域,阴极区围绕破损处展开,表现为人工缺陷涂层劣化特征。水线区的涂层劣化和涂层下金属腐蚀过程受到渗水过程和水线作用共同影响,与裸金属水线腐蚀行为差异较大。

通过扫描电子显微镜 (SEM)、动电位极化和电化学阻抗技术,研究了两种不同Zn粉含量的热喷涂锌铝涂层在0~25 ℃不同温度海水介质中的防腐性能。结果显示：随着涂层中Zn含量的增加,涂层表面逐渐变暗,失去金属光泽。随着温度降低,涂层的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,涂层电阻 (R_c) 升高,涂层的防腐性能有所增加。总体来看,在低温海水介质中,Al-2%Zn (质量分数) 涂层比Al-85%Zn涂层的耐蚀性能更好,涂层的稳定性也更强。

采用粉末包埋渗和磁控溅射的方法在石墨基体上制备了以SiC作为过渡层的ZrC/MoSi₂微叠层涂层,并用XRD和SEM对涂层的相组成和显微结构进行了分析,同时用感应加热超高温实验系统测试了涂层在1600 ℃以上空气中的抗氧化性能。结果表明：磁控溅射所制备的ZrC/MoSi₂微叠层涂层较为致密;涂层在1800 ℃的空气中具有较好的抗氧化能力,氧化15 min后单位面积氧化失重率为0.3×10^-2 g/cm²,仅为石墨的2.9%。氧化后生成具有层状结构的SiO₂和m-ZrO₂,熔融态SiO₂可愈合ZrO₂层内的空洞和微裂纹,有效地阻挡氧向内扩散。氧化层由ZrO₂和SiO₂组成,氧化产物呈层状结构且各层较为致密。

采用超音速火焰喷涂在20#钢表面制备了Inconel 625/NiCr合金涂层,研究了涂层表面涂覆NaCl + Na₂SO₄盐膜在700和750 ℃模拟烟气环境中的腐蚀行为。采用XRD,SEM/EDS对喷涂层以及高温腐蚀产物成分、形貌进行分析。结果表明：采用超音速火焰喷涂的625/NiCr涂层结构致密,孔隙率低,涂层中夹杂有金属氧化物;腐蚀动力学表明涂层在700和750 ℃先增重后失重,腐蚀产物有剥落;涂层试样的腐蚀层具有双层结构,外层富Ni而内层富Cr和S,在涂层/基体界面存在少量Cl,长期氧化过程中基体中Fe向涂层扩散。

通过真空感应熔炼以单一和复合两种方式在Ni-10Cr-5Al合金中添加1% (质量分数) 的稀土Y,La,Ce,Y+La,Y+Ce以及La+Ce。研究了不同稀土元素添加类型对Ni-10Cr-5Al合金在1000 ℃下空气中氧化行为的影响。采用热重法并结合X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪等分析手段,检测了合金氧化后的微观结构演变和元素分布,进而探讨了不同稀土添加类型的影响作用。结果表明：经1000 ℃氧化200 h后,不同合金的稳态氧化过程均服从抛物线规律;合金添加稀土后,虽然只有单一添加Y对合金的抗氧化性能有所提高,而其他添加方式均增大了合金的氧化速率,其中复合添加的方式加剧了合金沿晶界的内氧化,但添加稀土可以抑制θ-Al₂O₃向α-Al₂O₃的转变,有利于提高合金氧化膜的抗剥落性能。

以二代单晶René N5为基体,采用电子束物理气相沉积 (EB-PVD) 制备不同Al含量的R-25 (10.90%Al,质量分数),R-30 (14.30%Al) 和R-35 (17.60%Al) 涂层,3种涂层的相组成分别为γ+γ '双相、γ '单相和γ '+β双相。研究了1100 ℃条件下3种涂层与单晶基体的扩散行为及其对界面处单晶基体的损伤以及针状TCP相析出等微观组织的影响。发现单晶基体γ/γ '共格强化结构损伤的深度与涂层中Al的浓度非正相关,R-30涂层对基体的损伤深度最大。随着涂层中Al含量的增多,基体扩散区的TCP相增多。

在不同S含量模拟锅炉煤灰和烟气环境中,研究了两种典型先进超超临界锅炉候选Ni-Co基合金CCA 617和Ni-Fe基合金GH 2984在750 ℃时的热腐蚀行为。结果表明：在0.02%SO₂气氛中,两种合金腐蚀速率均较小,腐蚀层致密性较好,内硫化较轻;在1.5%SO₂气氛中,两种合金腐蚀速率均明显加快,腐蚀层显著增厚并伴随破裂剥落发生,内硫化加剧。在两种S含量气氛中,合金的腐蚀产物基本相同：CCA 617腐蚀产物主要以Cr₂O₃为主,以及少量 (Ni,Co)Cr₂O₄,Al₂O₃和硫化物;GH 2984合金主要为Fe₂O₃,Cr₂O₃,少量NiCr₂O₄和硫化物。基于实验结果讨论了两种合金的腐蚀机理及S含量对合金腐蚀过程的影响。