铝合金表面铈转化膜的生长与耐蚀性

将6063铝合金试样用10g／LCe（NO3）3·6H2O处理1min-24h,采用增重实验、盐雾试验和全浸腐蚀试验研究了铈转化膜的生长和耐蚀性能。结果表明,在初期试样增重随成膜时间线性增加,15min后增重变缓,30min后波动下降。转化膜的耐蚀性能受膜厚和裂纹联合控制,成膜时间在30min内,随成膜时间增加,耐蚀能力增加;30min后由于膜层开裂渐成主导控制因素,随成膜时间增加耐蚀性下降。     

浸泡时间对X60钢SRB电化学腐蚀行为影响研究

利用极化曲线,电化学阻抗谱,扫描电镜,能谱分析和微生物分析等方法对X60钢在灭菌培养基和接种硫酸盐还原菌(SRB)培养基中浸泡2h和浸泡240h后的腐蚀行为进行了对比研究.结果表明:浸入初期,相比灭菌介质,含SRB介质中X60钢表面上SRB的初始吸附成膜具有一定的保护作用,这使其耐蚀性能有所提高.浸泡2h后,SRB菌落代谢过程的阴极去极化作用使X60钢表面产生明显点蚀形貌,加速了X60钢的腐蚀,使其耐蚀性能下降.     

7050铝合金硬质阳极氧化膜热带海洋大气环境耐蚀性能研究

目的 研究7050铝合金硬质阳极氧化膜在热带海洋大气环境下的耐蚀性能变化规律。方法 在7050铝合金表面制备硬质阳极氧化膜,然后采用不封闭、沸水封闭与铬酸盐封闭3种后处理方式进行处理。采用实验室多因素组合循环模拟试验方式与热带海洋大气环境户外直接暴露对试样开展耐蚀性能试验。通过外观、极化曲线、电化学阻抗谱方法,分析其耐蚀性能变化规律。结果 硬质阳极氧化膜不封闭处理的耐蚀性较差,实验室多因素组合循环试验第1循环后表面就出现白色腐蚀产物,评级为5/2xA。户外暴露试验12个月后,不封闭处理膜层的自腐蚀电位为?814.88 mV,自腐蚀电流密度为0.307µA/cm²;沸水封闭膜层的自腐蚀电位为?717.86 mV,自腐蚀电流密度为0.177 µA/cm²;重铬酸盐封闭膜层的自腐蚀电位为?703.33 mV,自腐蚀电流密度为3.82×10^?2 µA/cm²。户外暴露12个月后,不封闭处理、沸水封闭处理与重铬酸盐封闭处理膜层在0.01 Hz的阻抗模值分别为1.04×10⁵、1.51×10⁵、4.76×10⁵ Ω.cm²。结论 封闭处理能提升7050铝合金硬质阳极氧化膜的耐蚀性能,且重铬酸盐封闭后的耐蚀性能优于沸水封闭后的耐蚀性能。     

铝合金铈转化膜制备工艺参数的正交优化

采用正交试验研究了处理液组成、pH值、成膜温度及成膜时间等成膜因素对6063铝合金铈转化膜耐蚀性的影响,确定了最佳成膜工艺参数:Ce(NO3)3·6H2O 10g/L,H2O2 20mL/L,pH值3.5,成膜温度25℃,成膜时间30min.点滴试验和全浸腐蚀试验结果表明,采用该工艺处理铝合金,可明显降低铝合金的腐蚀速率.     

碳钢和耐候钢加速腐蚀实验研究

通过对Q235碳钢和09CuPCrNi耐候钢的周期浸润加速腐蚀实验所得到的锈层结构的XRD和拉曼光谱分析表明:γ-Fe2O3、γ-FeOOH和α-FeOOH是构成锈层的主要腐蚀产物.锈层中最终形成的稳定的α-FeOOH腐蚀产物所占比例和分布都将影响耐候钢的耐蚀性能.耐候钢中的Cr可在表面形成致密的氧化膜,同时Cr在缺陷处沉淀析出,可以加速锈层中缺陷的愈合,从而可抵御大气中水气及其有害离子的侵入,防止基体金属进一步腐蚀.因此,增加耐候钢中的Cr的含量将有助于提高耐候钢的耐蚀性能.     

电路板的大气污染物典型腐蚀分析及防护

目的 解决电路板在大气污染物环境下的腐蚀失效问题,提升电路板在大气污染环境中的适应性。方法 从器件选型角度,结合厚膜电阻和SMD LED两种电路板典型腐蚀失效案例,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对腐蚀部位形貌分析,利用EDS能谱分析仪分析腐蚀元素和确定入侵路径。通过现场一年的应用对比验证,评价不同封装结构物料的抗腐蚀能力。从电路板涂覆涂层角度,利用恒定盐雾和交变盐雾对比试验,评价不同工艺参数涂层的抗腐蚀能力。结果 通过对厚膜电阻和SMD 硅胶封装LED失效样品的分析,硫元素从器件封装靠近镀银构件结构的薄弱点入侵,生成AgS,最终导致器件失效。带有抗硫化镀层的厚膜电阻和环氧树脂封装LED可以有效切断空气中硫元素的入侵路径,避免腐蚀失效发生。另一方面,通过168 h恒定盐雾和144 h交变盐雾试验结果的分析,随着涂覆厚度和材料黏度的增加,样品的抗盐雾能力得到有效提升,器件引脚位置得到更好的防护。结论 通过改变器件封装、增加涂层涂覆的厚度和材料黏度可以有效提高电路板抗大气污染物腐蚀的能力。该研究对电路板防腐蚀物料选型和涂层工艺参数选择提供了参考。     

两种不锈钢在冷却塔冷凝酸液中的耐蚀性能

目的分析304不锈钢和316L不锈钢在电厂冷却塔内海水及烟气形成的模拟冷凝酸液环境中的耐蚀性能。方法利用浸泡试验和电化学试验方法测试两种不锈钢在模拟冷凝酸液中的腐蚀形貌、腐蚀率和极化曲线。结果 304不锈钢在模拟冷凝酸液中的耐蚀性能较差,其腐蚀率及钝态稳定性受冷凝酸液pH值的影响较大;316L不锈钢在模拟冷凝酸液中的耐蚀性能较好,其腐蚀率及钝态稳定性受冷凝酸液pH值的影响较小。结论 316L不锈钢在冷却塔冷凝酸液中的耐蚀性能明显优于304不锈钢。     

镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响

目的 通过研究镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响,开发并提升工业应用价值较高的非晶态镍-磷镀层.方法 采用镁硼硅晶膜改性处理技术,在45#钢基材上制备Ni-P化学镀层,通过扫描电子显微镜等设备,检测处理后镀层的微观形貌、组织结构和耐磨耐蚀性能,结合镁硼硅水体活化表征,分析镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷镀层的强化机理.结果 相比传统的Ni-P镀层,镁硼硅改性晶膜处理的Ni-P镀层表面平整,分布均匀,表面致密度明显提升,摩擦因数减小了约32％,腐蚀电位正移221 mV,腐蚀电流为原来的1/2,腐蚀质量损失速率明显较低,耐腐蚀性能更为优异.经过镁硼硅改性晶膜处理的水体分子团明显减小,活性提升,这说明经过处理后的水体易于溶解来自复合陶瓷中的硅石和硼素等物质,在Ni-P镀层形成致密的晶膜,提高镀层的综合防护性能.结论 经过镁硼硅晶膜改性处理后,Ni-P镀层表面致密度和耐磨耐蚀性能有了明显的提升,具有更为宽广的工业应用价值.     

环境与材料腐蚀

金属材料的腐蚀对人类社会有着重大的影响.每年都有大量的钢铁被腐蚀生锈损失掉,有些受力部件、容器的断裂破坏也是由于腐蚀造成的,甚至一些灾难性事故也是腐蚀引起的.近年来,腐蚀与防护学科的进步,满足了一些社会需要.尤其是高耐蚀镀层钢板用于汽车、轻工家电行业,使产品耐腐蚀寿命提高很多,高耐蚀合金材料,金属间化合物,表面合金化,表面改性材料在军工、化工、石油、核电等方面发挥了重要作用.防止高强度钢氢脆的新型电镀Cd-Ti,Zn-Ni工艺已应用于航空工业.电子行业中应用的一些非晶态、半导体、氯化物膜层也已经起到重大的成效.阴、阳极保护使城市建设工程中的各种输气、油等管道的寿命提高.     

新型高强不锈钢在海水中的腐蚀行为研究

目的 确定新型高强不锈钢在海水环境中的耐蚀性能和腐蚀机理。方法 通过海水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试考察新型高强不锈钢在海水环境中的腐蚀性能,并结合金相显微镜观察、X射线衍射分析(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),分析该不锈钢的组织结构和钝化膜组成。结果 新型高强不锈钢在海水中的自腐蚀电位稳定在0.012~0.020 V,点蚀电位为1.10 V,保护电位为0.89 V。海水中浸泡45 d后,电化学阻抗值仍然保持在10⁶ Ω.cm²数量级。这说明钝化膜表面并未出现点蚀的形核,钝化膜仍具有较好的保护性。该不锈钢具有典型的孪晶奥氏体结构,形成的钝化膜表层主要成分为FeOOH、Cr(OH)3等氢氧化物,内层成分主要为Fe3O4、Cr2O3、CrO3、单质Ni,具有较强的钝化膜修复能力。结论 该不锈钢在海水中具有良好的耐蚀性。     

316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律

目的研究316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律。方法利用自行设计的实验装置在南海170 m水深位置开展316L不锈钢腐蚀模拟实验,并通过电化学测试方法与扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段进行分析。结果浸泡7天时,316L不锈钢表面发生局部腐蚀,但微生物吸附会形成保护性的微生物膜,引起其自腐蚀及击穿电位正移,耐点蚀性能会升高。随着浸泡时间的延长,溶解氧含量逐渐降低,试样表面吸附的微生物膜性质发生变化,导致钝化膜在微生物与Cl-的作用下破裂,自腐蚀电位及击穿电位负移,耐点蚀性能下降。结论 316L不锈钢在海洋深水环境中的耐点蚀性能随着浸泡时间的延长,先降低而后增加。     

不同表面状态2024-T3铝合金腐蚀行为及DFR退化规律

目的研究阳极氧化膜破损的航空铝合金试件在实验室加速腐蚀条件下的腐蚀行为和疲劳性能退化规律,并和阳极氧化膜完好的试件进行对比。方法以不同表面状态的2024-T3铝合金试件为研究对象,进行不同时长的实验室加速腐蚀试验和与加速腐蚀后的DFR试验。通过观察腐蚀形貌,测量腐蚀坑深度和孔蚀率来观测腐蚀行为,通过计算腐蚀后的DFR来研究DFR退化规律。结果阳极氧化膜完好、破损的2024-T3铝合金试件分别在加速腐蚀180、36 h后出现点蚀坑,平均点蚀坑深度与加速腐蚀时间符合幂函数关系。试件在实验室加速腐蚀条件下,DFR的退化规律符合指数函数关系。结论与阳极氧化膜完好试件相比,阳极氧化膜破损会导致2024-T3铝合金试件的耐腐蚀性降低,加速试件疲劳性能退化的速率。     

pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响

采用电化学阻抗谱、动电位极化曲线等电化学测试方法,研究了NaCl（质量分数为3．5％）溶液中pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响。结果表明：随着溶液pH值升高,B30材料的腐蚀行为由均匀腐蚀变为点蚀;材料阻抗值和瞬时腐蚀速率提高,极化电流密度降低;材料发生点蚀的倾向增大。     

铸铝合金不同厚度膜层微弧氧化防腐蚀性能试验研究

针对某型铸铝合金的不同热处理状态、不同厚度的微弧氧化膜的防腐蚀性能进行了960 h的盐雾对比试验。结果表明,对于该型铸铝合金T7热处理状态防腐蚀能力优于T5;微弧氧化处理能明显提高该型铸铝合金防腐蚀能力,经不同厚度微弧氧化处理的该型铸铝合金,腐蚀深度无显著差异;在相同面积区域内,腐蚀损伤的程度有明显的不同,50～70μm的微弧氧化膜防腐蚀性能最好。     

YTF-3飞机硬膜缓蚀剂应用研究

目的研究YTF-3飞机硬膜缓蚀剂应用于飞机维护/维修的有效性。方法参照新版美军标MIL-DTL-85054D(AS)和波音公司标准BMS 3-35的要求及测试方法,对自主研发的YTF-3飞机硬膜缓蚀剂的理化性能和使用性能进行评价。结果 YTF-3飞机硬膜缓蚀剂闪点在38℃以上,使用、运输和贮存安全;基本使用性能良好,干燥速度快,使用和去除方便;对飞机上常用金属材料具有良好的缓蚀作用,不会对金属材料造成腐蚀;具有极强的渗透能力和水置换能力,可以应用于飞机上缝隙结构,形成保护膜层;缓蚀性能良好,可以对飞机进行有效防护;耐高低温和耐紫外老化性能优异,飞机内外部均可使用。结论 YTF-3飞机硬膜缓蚀剂满足飞机防腐的要求,可以应用于飞机维护/维修。     

模拟南海大气环境下耐候钢腐蚀性能研究

目的通过室内模拟南海大气环境加速腐蚀试验,对比分析几种钢腐蚀性能优劣,为开发耐南海大气腐蚀用钢提供数据支撑和理论依据。方法分别选用Q235B,Q355和Q500q E三种材料作为研究对象,采用中性盐雾试验方法模拟南海苛刻大气环境对试样进行耐蚀性测试,通过试样表面形貌观察、腐蚀质量损失计算和电化学分析等手段研究其腐蚀行为机制。结果 Q235B表面最先被腐蚀产物完全覆盖,腐蚀速率始终大于另外两种材料。Q355和Q500q E表面膜初期起到延缓腐蚀作用,其中以Q500q E极化阻抗最大,腐蚀表面最为平整。结论模拟南海大气环境下三种试验钢耐蚀性能排序为Q500q EQ355Q235B。     

铜合金在一级反渗透海水中的耐蚀性对比研究

目的评价淡水管路中常用铜合金的耐蚀性。方法采用浸泡试验、电化学测试等手段研究B10铜合金、TUP紫铜、铝青铜三种典型铜合金在一级反渗透海水中的耐蚀情况,并通过正交试验方法对数据进行分析。结果室内浸泡试验中,铜合金的质量损失速率在0.01 mm/a数量级,B10质量损失最小。随着温度的升高,B10极化曲线的阶跃不再明显。通过正交分析,与TDS、水质硬度相比,温度对铜合金在淡化海水中的耐蚀性影响最大。结论在三种试验铜合金中,B10耐腐蚀性较好,在一级反渗透海水中高温时表面连续成膜能力降低,对基体的保护作用不再明显,且温度对B10耐蚀性影响较大。     

S13Cr在超高温超临界CO2环境下的腐蚀行为及产物膜特征

目的明确超级13Cr在超高温超临界CO2环境下的适用性、耐蚀性及腐蚀产物膜特征。方法采用高温高压反应釜模拟气井井底超高温超临界CO2腐蚀工况,采用腐蚀失重法获取腐蚀速率,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对腐蚀产物特性进行分析研究。结果在215℃、31.2 MPa CO2分压、7.24 kPa H2S分压下,超级13Cr在含饱和水的超临界相中及含饱和CO2的模拟凝析水相中均呈现均匀腐蚀特征,腐蚀速率分别为0.009 mm/a及0.126 mm/a。腐蚀受CO2-H2S共同控制。腐蚀产物呈双层结构,内层腐蚀产物以碳酸亚铁为主,外层以磁黄铁矿为主,且内外两层腐蚀产物膜结合较弱,易剥离。超临界相中,内外层腐蚀产物膜均较为稀疏,水相区内外层腐蚀产物膜更为致密,但外层腐蚀产物膜容易发生破裂剥落。结论以0.125 mm/a作为油套管选材标准,对于仅含凝析水、无积水问题的气井,可选用超级13Cr作为油套管材质(温度≤215℃,CO2分压≤31.2 MPa,H2S分压≤7.24 kPa,Cl^–质量浓度≤4646 mg/L),但对于井底有比较严重积水问题的气井,或者含水率较高的油井,超级13Cr并不适合。