大气腐蚀起始过程中的微液滴现象研究

微液滴现象是一种新发现的实验现象,当易被腐蚀的金属表面上预先形成有腐蚀性主液滴时,在合适的条件下,主液滴的周围有更小的微液滴出现并不断扩展.微液滴的形成和扩展遵循一定的规律,并与大气腐蚀起始过程密切相关.电化学极化结果显示,大气腐蚀过程中的腐蚀电流是微液滴形成和发展的推动力.     

2A12铝合金在模拟溶液中的周浸腐蚀行为

采用干湿周浸实验、失重法和电化学阻抗谱研究了2A12铝合金在0.6mol/L NaCl和0.6mol/L NaCl 0.02mol/L NaHSO3两种溶液中的腐蚀行为与规律, 利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和红外光谱(FTIR) 观察分析腐蚀产物表面形貌、结构和组成,测试了材料的力学性能.研究表明,随腐蚀时间的延长,腐蚀产物不断增多,失重增加,力学性能下降,阻抗模值逐渐减小;腐蚀产物形貌以团状和块状为主,在0.6mol/L NaCl溶液中腐蚀产物主要为铝的氯化物和氧化铝,在0.6mol/L NaCl 0.02mol/L NaHSO3溶液中腐蚀产物主要为氧化铝、铝的硫酸盐水合物和铝的氯化物;由于NaCl和NaHSO3共同作用,2A12合金在0.6mol/L NaCl 0.02mol/L NaHSO3溶液中腐蚀电流密度高,阻抗模值相对较小,腐蚀速率较高,腐蚀后失重大,力学性能下降幅度较大,腐蚀更严重.     

Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀性能及表面特征研究

目的 研究Al/BN封严涂层在海洋环境下的腐蚀历程。方法 使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学等测试方法,对Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀行为、形貌、显微结构、相组成及耐腐蚀等性能进行研究,分析Al/BN封严涂层在盐雾试验中的电化学腐蚀过程。结果 在96 h盐雾试验中,Al/BN封严涂层的腐蚀过程分为2个阶段,分别为孔蚀形成期和孔蚀发展期。在前72 h的盐雾腐蚀时间里,Al/BN封严涂层的腐蚀产物对于孔洞的堵塞越来越严重,自腐蚀电流密度也处于下降状态,表明Al/BN封严涂层的腐蚀产物有效地阻止了腐蚀速度的加剧。在第2阶段,阻抗值有所下降,是因为腐蚀产物龟裂或孔洞内局部酸化造成。结论 Al/BN涂层的腐蚀产物对Al/BN封严涂层的自腐蚀速率有比较大的影响。     

基于双电极传感器的腐蚀电流检测系统抗扰技术

目的 针对金属电化学腐蚀中腐蚀电流检测,设计一种高精度I-V转换的微电流检测电路,突破宽范围微弱电流高精度检测技术。方法 通过分析电路的稳定性,针对100 pA~10 mA的微弱腐蚀电流采集,采用法安级偏置运放实现I-V转换,设计基于ADG708电子开关的8档自动调节电路,并通过24位ADC实现高精度模数转换。针对微弱电流采集中信号易受噪声的影响,设计自适应滤波器用于信号滤波处理。结果 通过MATLAB仿真自适应滤波器的有效性,结果表明,在采集i(k)=2sin(2πk)电流时,误差从0.29 mA(1σ)降低到0.003 9 mA(1σ)。通过电流源校准测试系统精度,在100 pA时误差最大,为4.7%;在10 mA时误差最小,为0.049%。当电流值低于100 nA时,测量误差可以控制在5%以内;100 nA以上时,测量误差可以控制在1%以内。结论 在微弱电流采样中引入自适应滤波器后,系统的采样精度显著提高,突破了宽范围的腐蚀电流采集技术,实现了微弱电流检测。可以将腐蚀电流应用在金属腐蚀速率的评价中。     

某新型航空材料加速腐蚀当量关系试验研究

目的编制某新型航空材料加速腐蚀试验环境谱。方法开展该材料试件电化学腐蚀试验,利用极化曲线分析法得出该材料于典型Na Cl溶液浓度、温度下的开路电位和腐蚀电流,并结合当量折算法,利用腐蚀电流比值,得到其于典型Na Cl溶液条件下的当量关系。结果新型合金钢材料的腐蚀电流在35℃条件下随着Na Cl浓度的升高而升高,在3.5%Na Cl浓度的条件下随着温度的升高而升高。结论以不同环境条件为基准,当量关系具体数值有变化。     

基于人工神经网络的Ni-ZrO2纳米镀层耐腐蚀性能预测

目的 对Ni-ZrO2纳米镀层的耐腐蚀性能进行预测,优化电镀工艺参数.方法 采用磁力搅拌辅助电沉积法,在钴镍基模型合金试样表面制备Ni-ZrO2纳米镀层,针对电镀工艺条件,设置正交实验,对每组实验镀层进行电化学测试,分析不同工艺条件下镀层的耐蚀性能.将ZrO2粒子浓度、电镀液温度和电镀电流密度作为神经网络的输入层,将自腐蚀电流密度作为输出层,运用GRNN神经网络和BP神经网络模型,对Ni-ZrO2纳米镀层进行耐腐蚀性能的预测研究.结果 当ZrO2粒子质量浓度为6 g/L、电镀液温度为60℃、电镀电流密度为5 A/dm2时,Ni-ZrO2纳米镀层的性能良好,表现出较小的自腐蚀电流密度.影响Ni-ZrO2镀层自腐蚀电流密度的因素满足ZrO2粒子浓度>电镀液温度>电镀电流密度.运用GRNN神经网络和BP神经网络对4组非正交实验预测的平均相对误差分别为5.30％与10.74％.结论 运用神经模型可以有效地预测不同工艺参数下镀层的耐腐蚀性能,从而优化工艺参数,提高实验效率.在训练样本较少的情况下,GRNN神经网络的预测性能更加精确.     

基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型

目的通过对加速腐蚀关系的研究,为飞机的日历寿命的确定提供依据。方法首先提出基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型,并通过测试极化曲线的方法得到LY12和ZL115两种飞机常用铝合金材料在蒸馏水及不同浓度Na Cl溶液中的腐蚀电流。结果由于材料缺陷分布的随机性,铝合金的腐蚀电流具有随机特征,且随着盐浓度的增加而增大。两种铝合金材料的加速腐蚀关系系数在统计上存在较大的差异,在3.5%盐浓度下(温度)考虑95%置信度的加速腐蚀关系系数,LY12铝合金为3.53、ZL115为2.32。结论本文基于腐蚀电流的加速腐蚀关系的研究可以很好地为飞机日历寿命确定提供依据。     

钛合金紧固件用铝涂层抗电偶腐蚀行为研究

目的研究铝涂层对钛合金紧固件连接铝构件时抗电偶腐蚀的作用。方法采用电偶腐蚀电流、开路电位、极化曲线、电化学交流阻抗等电化学测试技术,分析评价了钛合金紧固件表面用铝涂层的抗电偶腐蚀性能。结果无涂层TC4钛合金和2024铝合金组成的电偶对存在严重的电偶腐蚀;TC4钛合金表面制备铝涂层后,自腐蚀电位从-267 V升高到213 V,表面电阻从771.6Ω升高到2.59×10~8Ω,与2024铝合金组成电偶对的电偶电流密度从80.51μA/cm~2下降到0.45μA/cm~2,其电偶腐蚀等级为B。结论铝涂层可以有效地防止电偶腐蚀。     

流动体系下黄铁矿-方铅矿原电池反应实验研究

采用三电极体系,在流动溶液下,改变溶液组分浓度和流速,对黄铁矿和方铅矿组成的原电池腐蚀电流密度和混合电位进行研究,结果表明:Na+离子对原电池反应无明显影响,Fe3+离子能明显加快原电池的腐蚀速度,并且Fe3+浓度越大腐蚀速度越快;溶液流速越大原电池腐蚀速度越快。实验结果对矿山环境污染治理有指导意义。结合混合电位理论和Butler-Volmer方程从理论上对实验结果进行了解释。     

铝合金结构腐蚀传感器综述

基于铝合金材料发生腐蚀后,其电特性发生了很大的变化,可以通过监测电特性的变化实现铝合金结构腐蚀程度评估的特性,重点描述了电流式、电阻式、阻抗式等腐蚀传感器的主要构造、功能及其工作原理。这些腐蚀传感器的研发和应用为早期发现飞机结构的腐蚀损伤提供了技术储备和有效手段,有利于及时采取修理或预防措施,从而减少或避免飞机结构发生重大腐蚀故障。最后提出了飞机结构腐蚀传感器研发的基本构想和总体思路,明确了其技术发展的重点方向。