采用开路电位 (OCP)、电化学阻抗谱 (EIS)，并结合扫描电子显微镜 (SEM) 和X射线光电子能谱 (XPS) 技术，研究了5083-H111铝合金在模拟动态海水环境中的电化学行为，并探讨了局部腐蚀机制。5083-H111铝合金的金属间化合物以Al-Fe和Mg-Si相为主，点蚀主要分布于金属间化合物周围；Al-Fe相在腐蚀过程中充当阴极，与周围Al基体构成微腐蚀电池，促使Al基体的点蚀。Mg-Si相在腐蚀过程中最初充当阳极，当其发生选择性溶解导致脱合金化逐渐形成富Si相后，变为阴极，促使Al基体发生点蚀。5083-H111铝合金表面生成的腐蚀产物为Al(OH)₃、Al₂O₃和AlCl₃。腐蚀产物在腐蚀初期对Al基体起到良好的保护作用，导致OCP正移，极化电阻 (R_p) 增大；腐蚀后期 (36~56 d)，初始腐蚀产物会发生局部脱落，在脱落位置Al基体再次发生局部腐蚀，导致OCP负移，R_p急剧减小。随着暴露时间的延长，部分金属间化合物在腐蚀后期会发生脱落，形成腐蚀空腔。

采用铝酸盐/硅酸盐体系 (AS)、铝酸盐/磷酸盐体系 (AP)、硅酸盐/磷酸盐体系 (SP) 和铝酸盐/磷酸盐/硅酸盐体系 (APS) 的微弧氧化电解液对Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金进行微弧氧化 (MAO)，并在其表面再进行原位生长MgAlLa层状双羟基金属氧化物 (MgAlLa-LDHs) 得到复合涂层。研究了不同MAO涂层对MgAlLa-LDHs涂层性能的影响，表征了涂层的形貌、结构及成分，并评估了其耐腐蚀性能。结果表明，不同MAO涂层表面生长的MgAlLa-LDHs膜形貌和结构存在明显的差异。此外，APS电解液制备的复合涂层表现出优异的耐腐蚀性能，其腐蚀电流密度为9.14×10^-9 A·cm^-2，相较镁合金基体提升了约4个数量级。

片状阻挡型无机填料可显著延长腐蚀介质在有机涂层中的扩散路径，被广泛应用于海洋防腐涂层领域。然而，在深海环境压力-流体耦合作用下，涂层中填料/树脂界面薄弱处往往因应力集中而导致涂层开裂。针对该问题，本工作选取玄武岩鳞片作为实验对象，根据其结构特性采用化学刻蚀方法在鳞片表面形成微结构；随后利用硅烷偶联剂改性玄武岩鳞片，降低了填料的表面能。通过以上处理可明显改善填料在有机树脂中的润湿性，增强了填料与树脂的界面结合能力。涂层失效行为结果表明，刻蚀-改性后玄武岩与树脂相容性好，偶联剂分子又参与涂层固化而进一步增加了涂层与填料间的界面结合力。实验进行240 h后，改性玄武岩环氧 (EMB/E) 涂层的阻抗模值 (|Z|_{0.01 Hz}) 比未改性玄武岩 (B/E) 涂层的高一个数量级。玄武岩有机防腐涂层有效降低了压力-流体耦合环境对填料/涂层界面的劣化作用，在深海环境中可表现出更好的防护性能。

为改善AISI 4130钢表面硬度和腐蚀磨损性能，用高功率激光器在AISI 4130钢表面制备淬火层，利用扫描电镜 (SEM) 和X射线衍射仪 (XRD) 研究不同功率淬火试样的微观结构，利用电化学工作站分析淬火前后试样的耐蚀性能，利用维氏显微硬度仪对淬火试样截面进行硬度测试，采用往复摩擦磨损试验机，测试不同淬火试样的耐磨损性能。结果表明，激光淬火后AISI 4130钢表面主要为马氏体组织和富Cr碳化物颗粒。基材、2.0 kW淬火试样及2.2 kW淬火试样的维钝电流密度依次为60.00、102.28 和108.58 µA/cm²，淬火试样的耐蚀性降低。 激光处理后，淬火层表面硬度提高了85%以上，AISI 4130钢基体与2.0和2.2 kW激光淬火试样的平均摩擦系数分别为0.366、0.293和0.195，摩擦系数下降，淬火试样的耐磨性提高。

本文对航空航天、汽车工业和火力发电等领域热端部件高温防护涂层的研究现状和成果进行了总结，分析了激光熔覆制备涂层可能产生的缺陷种类及形成原因，最后指出激光熔覆技术未来发展所面临的困难和挑战，并对该技术的发展方向和趋势进行展望。

通过对碳钢和不锈钢紧固件在海洋环境中的腐蚀特征、腐蚀产物和电偶极化等内容的比较性研究，提出了两种不同的腐蚀机制。对于碳钢紧固件，锈层增加了额外的IR降，削弱了阴极区对阳极缝隙区的极化作用，供氧的差异导致螺纹曝露部位的腐蚀更为严重，腐蚀形式以均匀腐蚀为主。对于不锈钢紧固件，缺氧的环境导致螺纹缝隙部位的钝化膜性能劣化，螺杆曝露区对螺纹缝隙区的电偶极化作用促使缝隙区腐蚀更为严重，腐蚀形式以点蚀为主。针对碳钢和不锈钢紧固件在海洋环境中的不同腐蚀机制，提出了差异化的腐蚀防护技术思路。

夹杂物作为钢中不可避免的冶金缺陷，常会诱发局部腐蚀的萌生，进而对材料的耐蚀性能产生较大的影响。针对近年来各类夹杂物诱发局部腐蚀萌生的机理争议，本文总结了夹杂物诱发局部腐蚀萌生和发展的作用机制，包括电偶腐蚀机制、化学溶解机制和电偶腐蚀-化学溶解机制。夹杂物的化学成分、尺寸以及形状等是诱发局部腐蚀的关键影响因素。最后，对夹杂物诱发局部腐蚀机理研究和耐蚀钢调控的未来研究方向提出了展望。

结合化学沉积和电沉积技术，以动态氢气泡为模板，在AZ31镁合金表面制备了一种超疏水耐腐蚀的镍基复合涂层。涂层形貌、结构、组成、润湿性和腐蚀防护性能的表征结果表明，电沉积溶液中添加ZnO纳米粒子会改变多孔镍层的表面形貌，影响疏水能力。静态水接触角 (WCA) 测试表明，电沉积溶液中ZnO纳米粒子的浓度为5.0 g‧L^-1时获得的电沉积镀层经硬脂酸改性后，具有最大的WCA值，达到160.8°±2.8°。相较于裸镁合金，该复合涂层腐蚀电位显著正移，腐蚀电流密度和电荷转移电阻分别降低和提升两个数量级以上，说明复合涂层对镁合金基底具备良好的腐蚀保护能力。

研究了天然海水中硝酸盐的添加对EH40钢腐蚀的影响。利用失重法、动电位极化曲线、SEM、CLSM、Raman、16S rRNA基因高通量测序等测试方法，表征了EH40钢在添加有不同浓度硝酸盐 (0、0.1、1、10、100 mmol/L) 的天然海水中浸泡12周的腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物、生物膜形貌、生物膜微生物群落结构等，探讨了硝酸盐添加对EH40钢腐蚀的影响机制。结果表明：天然海水中硝酸盐的添加能够促进EH40钢的腐蚀，且促进作用具有浓度依赖性；同时，硝酸盐添加会加剧EH40钢的局部腐蚀程度。硝酸盐添加对EH40钢腐蚀的影响经由微生物起作用，其会改变生物膜微生物群落结构。

通过调控Al的阳极氧化工艺并填充润滑油，制备了3种不同微纳结构的超滑表面。采用扫描电子显微镜 (SEM)、接触角测量、电化学阻抗谱 (EIS) 测试和计算模拟等方法研究了阳极氧化铝 (AAO) 微纳结构对超滑表面疏水性、耐蚀性和稳定性的影响。结果表明，相比于纳米孔和纳米扩孔结构，纳米线结构超滑表面在模拟海水中持续浸泡240 d后的EIS阻抗模值 (|Z|_{0.01 Hz}) 仍稳定在10⁸ Ω∙cm²。理论分析显示，纳米线结构可储存更多的润滑油，并且致密线结构的阻拦效应及其与润滑油高的相互作用能显著减缓润滑油的流失，因而纳米线结构超滑表面表现出极为优异的耐蚀稳定性。

采用测量开路电位、极化曲线、电化学阻抗谱和Mott-Schottky方法研究了3D打印NiTi合金在不同人工唾液环境中的电化学腐蚀行为。结果表明，在纯人工唾液环境中，随着浸泡时间的延长，3D-NiTi合金的开路电位正移，合金的热力学稳定性提高，合金表现为典型的金属钝化极化特征，在人工唾液中可形成耐蚀稳定的钝化膜。添加可乐后，合金的热力学稳定性降低，极化曲线向左下方移动，自腐蚀电位负移，自腐蚀电流密度增大。添加1% NaF后，合金的热力学稳定性急剧降低，表现为活化腐蚀状态，钝化膜的缺陷数增加了3.7倍，F^-可极大地破坏钝化膜的完整性。

对适航标准、通用规范的分析显示，目前国内外针对镁合金在飞机发动机上的使用要求仅发布了“应尽量少使用镁合金”等指导性的原则，而没有明确地规定镁合金应符合的具体限定条件，特别是海洋环境中必须采用的防护体系。针对飞机发动机用镁合金材料和防护工艺基础腐蚀性能数据不足，无法有效支撑材料、工艺选用和海洋环境适应性评价的现状，建议结合服役过程中镁合金结构遭遇的最严酷腐蚀环境，建立实验室加速实验当量环境谱，开展镁合金典型防护工艺的实验室加速实验及自然环境试验，确定腐蚀防护性能。重点建立防护体系破损镁合金试样腐蚀累积量随时间的变化规律，并与海洋环境服役飞机发动机用铝合金的试验结果进行对比，提出镁合金试验考核评价准则。开展镁合金及异种材料连接结构的实验室加速实验，验证典型结构的环境适应性。

基于2393个现场“曝露法”试验站的碳钢、镀锌钢1 a期腐蚀速率和通过ISO 9223中剂量响应函数计算得到的2918个沿海站点的腐蚀速率，采用反距离空间插值法绘制了国家电网公司运营区域的碳钢、镀锌钢大气腐蚀等级图。交叉验证结果表明，p值为2时，碳钢、镀锌钢大气腐蚀地图对腐蚀等级的预测精度最高，分别为85.3%和85.9%。根据大气腐蚀等级图，首次系统掌握了国家电网输电线路沿线及变电站工程大气腐蚀等级，碳钢、镀锌钢处于C4以上重腐蚀等级的面积分别占6.01% (462770 km²) 和5.25% (404250 km²)。

将稀土Ce添加到Zn-0.6Cu-0.3Ti合金中，设计熔炼Zn-0.6Cu-0.3Ti-(0.3~0.6)Ce系列合金，采用X射线衍射仪 (XRD)、扫描电镜 (SEM)、电化学腐蚀测试等研究了Ce添加对Zn-0.6Cu-0.3Ti合金组织与耐蚀性能的影响。结果表明，添加稀土Ce后，Zn-0.6Cu-0.3Ti合金中析出CeZn₅微米颗粒，其分布于Zn基体内部或者相界面处，促进Zn基体以枝晶方式生长，并细化Zn枝晶和二次枝晶。Ce的添加在整体上提高了Zn-Cu-Ti合金的自腐蚀电位，降低合金的自腐蚀电流密度，添加0.3% Ce后，Zn-0.6Cu-0.3Ti合金的自腐蚀电流从2.76×10^-3 A/cm²快速降低到5.85×10^-4 A/cm²，腐蚀时间越长，Ce含量对Zn-Cu-Ti-Ce合金腐蚀性能的影响越弱。含Ce合金阻抗谱只有一个容抗弧，在腐蚀初期，Ce含量对容抗弧半径影响较小，随着腐蚀时间的延长，Ce的影响越来越明显，总体呈增大趋势。

为了提高传统ZrO₂基陶瓷涂层在高温高压环境中的服役性能，本文基于由Y₂O₃/Gd₂O₃/Yb₂O₃共稳定的ZrO₂(YGYZ) 面层、Eu₂O₃/Y₂O₃稳定ZrO₂中间层、NiCoCrAlYTa底层构成的复合热障涂层，设计制备了YGYZ面层内掺杂了不同含量 (10%、20%和30%) MoSi₂自修复粒子的新型热障涂层。利用扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射仪 (XRD) 和X射线能谱仪 (EDS) 等表征涂层的微观和组织结构，借助箱式高温电阻炉测试涂层的抗高温氧化性能。研究结果表明：掺杂MoSi₂自修复粒子的涂层截面形貌呈层状结构，其相结构不会因MoSi₂掺杂量的变化而发生变化，均为t-ZrO₂和t-MoSi₂相。其中，MoSi₂含量为20%时，涂层在1100 ℃恒温氧化200 h后增重仅为3.7 mg/cm²，相较于MoSi₂含量为10%与30%涂层分别下降了5%与18%，抗高温氧化性能最佳。

基于航空事业对燃油系统微生物防治的的迫切需求，针对“燃油系统内部积水带来的微生物污染”的关键问题，将生物-材料-电子进行多学科交叉融合，拟以微生物胞外电子传递这一广泛存在的生物现象为切入点，围绕“水带来的微生物污染”与“新材料涂层如何主动杀菌”的关系进行探究，旨在建立安全高效的燃油系统微生物防治策略以保障飞机安全运行，利用微生物胞外电子传递作为电子来源，成为微电池涂层抑菌和生成ROS的关键，综述如何利用金属腐蚀电化学提供“主动”抗菌功能性涂层的设计原理和重要实验指导，同时也为其他涉及燃油系统微生物防治的研究提供新思路、开拓新途径。

缝隙腐蚀早期缝隙内部微区化学组分的变化与缝隙腐蚀的发生发展过程密切相关。本文介绍了缝隙腐蚀的基本原理及其影响因素，综述了近年来缝隙腐蚀过程中缝隙内部微区离子浓度监测的研究进展，包括固态离子选择性电极技术、荧光分子原位监测法、取样分析法以及数值计算模拟的相关工作；同时简要介绍了采用微型电化学传感器结合扫描电化学显微镜 (SECM) 的电位响应模式，对不锈钢缝隙腐蚀早期缝隙内部微区离子浓度原位监测的相关工作，展望了其在金属材料缝隙腐蚀早期腐蚀机理研究中的应用。

自行设计搭建了可模拟开展管道积液区CO₂局部腐蚀测试的实验装置，借助丝束电极测试系统，获取倾斜管道不同部位的腐蚀电位与耦合电流，分析探讨了管线积液区的局部腐蚀行为机制。结果表明：在不同的管道结构、气体流动参数条件下，积液区管道内均呈现出局部腐蚀特征，并随着时间延长向局部区域集中。在本文的研究条件下，气体流速为2 m/s，管道倾角为30°时，局部腐蚀最为严重。液膜厚度的不均匀分布程度、波浪流经的频次大小、腐蚀产物膜的生成情况等共同影响局部腐蚀过程，其中波浪频次和腐蚀产物膜对腐蚀的影响最为显著。

为了提高金属材料腐蚀理论研究的广度和深度，近年来，一种电化学-电感耦合等离子体原子发射光谱联用技术应运而生。在该技术中，电感耦合等离子体原子发射光谱仪被耦联到自制电化学流动池的下游，用以跟踪溶解在腐蚀溶液中的腐蚀产物的浓度瞬变，使实时测定金属电极元素溶解速率成为可能。本文简要介绍了该技术的工作原理和发展，并对目前该技术在金属腐蚀研究中的应用进行了总结，指出了该技术存在的问题和今后的发展方向。

以铜铝/镍石墨可磨耗封严涂层为研究对象，利用有限元方法对涂层腐蚀初期发生的相选择性溶解反应进行仿真模拟，探究涂层选材成分比与其耐蚀性的关系。所建腐蚀模型的几何尺寸和边界条件分别由形貌表征与电化学测试结果而确定。建模模拟后，将模拟结果中的涂层自腐蚀电位及溶解情况分别与极化曲线实测涂层自腐蚀电位及ICP-OES实测涂层的溶解结果对比可见，模拟结果与实测结果一致，验证了模型的可靠性。所建模型在一定程度上阐释了涂层选材与其耐蚀性的关系，为未来涂层的耐蚀设计提供相应的参考。

利用电沉积法在低碳钢表面上构建了多孔微纳结构并灌注润滑剂制备出一种稳定的固态超滑表面 (SSS)。采用电化学测试，扫描电镜 (SEM) 和X射线衍射仪 (XRD) 等手段研究不同液膜厚度 (500，250，100和50 μm) 下SSS腐蚀防护行为及腐蚀后的微观结构变化规律。结果表明：在薄液膜腐蚀初期，随着薄液膜厚度的降低，SSS的腐蚀行为呈现较小差异，在100 μm厚度时SSS具有最大的阻抗，浸泡1 d后极限扩散电流密度为4.899×10^-6 A·cm^-2 (在-1.4 V电位下)，拟合后的阻抗值达到1.54×10⁵ Ω·cm²；即使浸泡7 d后仍具有6.98×10⁴ Ω·cm²的阻抗值，并难以检测到腐蚀产物的生成，表现出优异的稳定性和耐蚀性。

总结了近几十年的罐底板阴极保护研究，归纳了影响油罐外底板腐蚀的直接和间接因素，介绍了储罐底板阴极保护的机理、方法及所用阳极地床形式，分析了目前数值模拟计算方法在罐底板阴极保护中的应用并讨论了阴极保护数值模拟技术的最新进展，以及阴极保护数值模拟技术现有的缺点，并对其未来的发展趋势进行了预测，可以为阴极保护系统的建设提供参考。

采用热分析-质谱仪联用系统，结合场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM)、场发射电子探针显微镜 (FE-EPMA)、X射线衍射 (XRD) 等表面测试技术及FactSage10.0热力学软件研究了9Ni钢铸坯在900～1250 ℃的氧化热、动力学行为。结果表明：9Ni钢在900～1250 ℃区间的恒温氧化，基本都遵循抛物线规律，氧化速率受金属离子在氧化膜中的扩散控制；Ni在内氧化层中以FeNi₃和NiFe₂O₄形式存在，在内外氧化层交界处则以Ni单质富集，且与Fe的氧化物相互缠结；9Ni钢铸坯发生晶界高温腐蚀主要是由于Si氧化后生成的SiO₂会与铁氧化产物FeO反应形成Fe₂SiO₄ (铁硅橄榄石)，当温度高于其共晶温度 (约1170 ℃)，铁硅橄榄石呈液态是由于向基体中的奥氏体晶界进行不规则渗透所致。

设计了一种用于20钢表面的搪瓷涂层，研究了基体与搪瓷涂层在400 ℃下恒温氧化1000 h和表面涂覆氯盐200 h的腐蚀行为。结果表明，搪瓷涂层呈非晶态，致密平整，与基体结合良好。在长时间的实验中未出现开裂或剥落行为，具有很高的热稳定性以及耐蚀性，为20钢基体提供了有效的防护。

选用5,5-二甲基乙内酰脲 (DMH) 作为配位剂进行电镀银，通过计时电位曲线、阴极极化曲线、电化学阻抗谱等分析了碱性DMH镀银体系中银的阴极还原过程，采用循环伏安曲线、计时电流法研究了银的成核/生长机制，综合探讨了碱性DMH镀银体系中银的电沉积行为。结果表明，碱性DMH镀银体系中，银配离子的主要存在形式为[Ag(C₅H₇N₂O₂)₂]^-，并且通过前置转化反应生成[Ag(C₅H₇N₂O₂)]在阴极上直接放电。该体系中银的电沉积过程是由扩散控制的不可逆电极反应，且经历了晶核形成过程，并遵循三维瞬时成核生长机理。

通过化学转化法在ADC12铝合金表面制备出新型硅锆复合转化膜。利用硫酸铜点滴实验与极化曲线测试对胺基双硅烷含量进行优化，利用场发射扫描电镜 (FESEM) 对转化膜的微观形貌进行分析，采用Fourier变换红外光谱分析仪 (FT-IR) 与X射线光电子谱 (XPS) 研究了转化膜的结构与成分并对成膜过程进行了分析，利用电化学测试、中性盐雾实验研究转化膜的耐蚀性能。结果表明：60%胺基双硅烷转化膜的耐蚀性能最优。胺基双硅烷的引入明显改善了转化膜的均匀性和致密性。胺基双硅烷大大提升了转化膜的耐蚀性能。相较于锆转化膜，硅锆复合转化膜的容抗弧半径增加了3倍以上；低频阻抗值增加了3倍以上；耐盐雾时间提升了20倍以上。

研究了304不锈钢在不同pH溶液中钝化膜生长规律。结果表明，304不锈钢表面生长的钝化膜为n型半导体，钝化膜内施主密度与施加的电位成反比 (除pH=13.4溶液)；在钝化区内，稳态电流密度与施加的电位无关，而阻挡层的厚度随施加电位增加而增厚。采用点缺陷模型 (PDM) 对钝化区的电化学阻抗谱 (EIS) 数据进行分析计算，拟合出的参数可以用来预测样品随时间的腐蚀进程。计算结果表明，间隙阳离子是阻挡层的主要缺陷，缺陷的扩散系数约为10^-19 cm²·s^-1。

利用合成的有机硅氧烷改性的阳离子型丙烯酸 (SMCWA) 乳液中的胺基能够固化环氧树脂的原理，在碳钢板表面制备耐腐蚀环氧树脂/SMCWA乳液复合涂层。利用激光纳米粒度仪对SMCWA乳液粒径进行表征，使用Fourier变换红外光谱仪 (FT-IR) 和扫描电子显微镜 (SEM) 对复合涂层进行结构和形貌分析，利用CuSO₄点滴、电化学测试和中性盐雾实验研究复合涂层的耐蚀能力。结果表明，合成的SMCWA乳液粒径小，分布均匀。相较于空白SMCWA乳液涂层，环氧树脂/SMCWA乳液复合涂层的致密性和耐腐蚀性均得到增强，其中环氧树脂/SMCWA乳液质量比为9.5/0.5的复合涂层，CuSO₄点滴时间提高了116 s，电化学阻抗提高了4倍，腐蚀电流密度下降了一个数量级，耐盐雾能力大幅增强。