铜合金在模拟深海低温条件下的电偶腐蚀行为研究

目的研究管路铜合金在模拟深海低温条件下的电偶腐蚀行为。方法对舰船常用的管路材料B10合金与管路泵阀材料镍铝青铜偶接后的电偶电位和电偶电流进行监测,对其电偶腐蚀速率和系数进行计算,评价电偶腐蚀敏感性。最后,结合动电位极化曲线的测量探讨温度对偶对阴阳极铜合金腐蚀行为的影响。结果 B10合金为偶合阴极,受到保护,而镍铝青铜为偶合阳极,加速腐蚀。在深海低温条件下,偶对的电偶腐蚀效应和腐蚀速率均较低,表现出轻度电偶腐蚀敏感性。结论温度的降低一方面会减缓B10合金Cu2O钝化膜中Ni的占位,降低膜层电位,同时减缓镍铝青铜的脱Al腐蚀,从而缩小了两者自腐蚀电位的差异,降低电偶腐蚀效应;另一方面,温度的降低会减缓阳离子向溶液本体中的迁移,造成腐蚀产物在电极表面的积累,抑制阳极溶解过程,也会大幅降低氧的扩散速率,造成阴极反应阻力的增大,降低电偶腐蚀速率。     

环境对青铜文物锈蚀的影响

通过对陕西省几个著名文物景点环境的监测和西安地区环境监测的报道,在分析中国古代青铜文物本体与锈体化学组成的基础上,提出了青铜文物的腐蚀机理－化学腐蚀和电化学腐蚀。认为青铜文物锈蚀的条件是：含有氯离子、潮湿的酸性环境。从而指出：控制环境是保护文物的关键。要最大限度地延长青铜文物的寿命,必须改善环境条件,这是保护文物的根本措施。     

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。     

神经网络在海水腐蚀预测中的应用

根据我国材料自然环境腐蚀网站长期以来积累的海水腐蚀数据,采用BP人工神经网络算法,建立了碳钢及低合金钢的海水腐蚀预测模型.该模型以合金成分、环境因素为输入参数,以平均腐蚀速率为输出参数.以碳钢、低合金钢的17种钢种在青岛、厦门、榆林海水腐蚀试验站16年腐蚀数据建模.选定A3钢与10CrCuSiV在以上三地16年的腐蚀数据为验证样本.结果表明该网络具有良好的预测精度,能够正确反映海水环境腐蚀性因素及金属材料腐蚀暴露时间与其腐蚀速率的关系,用于碳钢及低合金钢在海洋全浸环境中的腐蚀预测.     

铍青铜弹簧片应力腐蚀断裂研究

目的研究传感器微动开关弹簧片应力腐蚀的机理,找到断裂原因。方法对弹簧片进行断口形貌观察、能谱成分分析,并进行产品模拟腐蚀实验。结果传感器内部意外进入雨水,在工作温度下形成湿热环境,开关盒中的游离氨在此环境下释放出来,在开关盒内部形成潮湿氨气氛,铍青铜弹簧片工作时凹面一侧承受静拉应力作用,从而在潮湿氨和拉应力共同作用下发生应力腐蚀开裂。结论通过采用无氨酚醛塑料制备开关盒,弹簧片的应力腐蚀得到了有效预防。     

页岩气田腐蚀特征、细菌来源及腐蚀对策

分析了国内外的页岩气田腐蚀案例及腐蚀特征,采用平行绝迹稀释法对某页岩气田生产整个流程的一系列水样开展了细菌测量,对细菌来源进行了溯源研究。结果表明:页岩气田的油管及集输系统普遍存在细菌腐蚀问题;从压裂到生产全流程,配置压裂液的水源、压裂液及返排水的水样中均含大量细菌,细菌的来源包括地面和井下。最后根据页岩气田腐蚀特征和细菌的来源,提出了相应的腐蚀控制对策。     

酸雨对泰山古碑石刻侵蚀的模拟研究

为研究我国华东典型山地地区的酸沉降对文物古迹的影响,选取与泰山古碑石刻材质相同的花岗石,采用pH分别为3.0、3.8、4.7、5.6的人工模拟酸雨对泰山花岗石进行周期浸泡实验,测定不同pH值下的腐蚀速率;同时利用扫描电子显微镜(SEM)观测试验前后样品表面特征;并对浸泡前后的样品表面粉末进行X射线衍射分析。实验结果表明:影响石材腐蚀的主要因素是酸雨的酸度;花岗石石样受到侵蚀后,质量减少百分数随pH值降低而增大,最大质量损失达到0.073%,而当pH值大于3.8时,石样的最终腐蚀情况基本一致,基本在0.02%左右;并且无论是高酸度酸雨,还是低酸度酸雨,都对材料外观造成了损害;蚀后样品查出了CaSO4和MgSO4相分。     

典型航空装备用金属材料在不同酸性盐雾环境下的腐蚀效应及机理

目的对比分析硫酸盐雾试验和盐雾/SO2复合试验的环境效应及机理差异。方法针对硫酸盐雾试验和ASTM G85附录A4-X4中的盐雾/SO2复合试验两种酸性盐雾试验方法,选取3种金属试片(4130高强度合金钢镀铬、40CrNiSi合金钢镀镍、2A12铝合金导电氧化)和2种合金钢自锁螺母(30CrMnSiA镀镉钝化螺母、30CrMnSiA镀锌钝化螺母)作为试验对象,对其开展两种酸性盐雾试验条件下的腐蚀试验,采用扫描电子显微镜、能谱分析研究各试验件表面生成的腐蚀产物形貌及组分特征,对比分析两种试验条件下的环境效应及机理差异,并结合耦合多电极矩阵(CMAS)测试技术,对比分析两种酸性盐雾试验条件下的环境腐蚀性特点及严酷性差异,初步探讨了两种试验条件与外场舰载平台环境的相关性关系。结果盐雾/SO2复合试验条件下CMAS电极的腐蚀深度达到同周期硫酸盐雾试验下的10倍左右。盐雾/SO2复合试验下,试样表面腐蚀产物中均检测出S元素的存在。相比于硫酸盐雾试验,盐雾/SO2复合试验与外场舰载平台环境具有更好的一致性。结论美军现行的盐雾/SO2复合试验方法与外场舰载平台环境具有更好的相符性。     

基于ANFIS改进的大气腐蚀环境缺失数据填补方法

目的针对大气腐蚀中重要环境数据缺失的复杂问题,提出一种相关因素(Relevance Factors)和自适应神经模糊推理系统(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System)结合的方法(RF-ANFIS)对缺失数据进行填补。方法首先采用相关因素方法计算缺失数据和多项环境因素间的相关程度,筛选出相关系数较大的因子,然后应用ANFIS构建缺失数据与所选环境因子的关系模型。最后以二氧化硫数据为具体对象,采用北京2015年的气象数据对所建立的模型进行检验。结果经过改进的RF-ANFIS模型在最优情况下样本均方误差为0.696,在14个测试样本中有13个相对误差在20%以内,针对有限样本的数据分析中更为适用。结论该方法有效提高了大气腐蚀环境数据缺失的填补精度,对在数据缺失情况下预测大气腐蚀速率具有重要意义。     

LiCl溶液对4种空调典型霉菌、细菌的抑制研究

为防止空调系统内霉菌、细菌的过度孳生,本文以空调系统内常见的黑曲霉（A. niger）、大肠埃希氏菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）、枯草芽孢杆菌（B. subtilis）为典型霉菌、细菌,基于纸片扩散法药敏试验,研究了空调除湿常用工质LiCl溶液对上述典型菌种的抑制作用及浓度影响规律.结果表明：在常见除湿浓度范围（35%~40%）内,LiCl溶液对上述4种典型菌种均有抑制作用;特别是对A. niger抑制效果最强,在15%的低浓度下即可产生明显抑制;其次为E. coli,而对S. aureus和B. subtilis的抑制相对较弱.此外,所得抑制效果随LiCl溶液浓度的提高而明显增强,特别是对A. niger和E. coli,溶液浓度与抑菌圈直径呈显著的正相关性.     

湛江湾陆源入海排污口沉积物中PAHs的来源及环境意义

为调查和研究湛江湾PAHs污染的陆源输入特征,本文分析研究了湛江湾11个陆源入海排污口（包括入海河流、人工渠和排污管道）沉积物中15种PAHs化合物的含量、空间分布及可能的排放源。结果表明,11个站位沉积物的∑PAHs含量范围为（28.1~1533.7）×10-9,区域分布特征明显;中心城区陆源输入是湛江湾PAHs污染的主要来源;PAHs的成分组成和异构体比值显示11个站位的PAHs排放源具有相似性,即主要源自煤、生物质和石化燃料燃烧,以及石油污染排放。本研究中,湛江湾陆源入海排污口PAHs来源及污染水平反映了该地区能源消耗结构特征及农业经济现状,对湛江市的发展规划、海洋环境管理和POPs污染控制具有一定的科学意义。     

飞机用7B04铝合金缝隙腐蚀试验及仿真研究

目的开展飞机用7B04铝合金缝隙腐蚀仿真研究,理解缝隙腐蚀机理,找出影响缝隙腐蚀的关键因素。方法分析缝隙腐蚀类型,开展缝隙腐蚀试验,建立缝隙腐蚀数学模型,选择合适的边界条件,利用有限元法进行仿真计算。结果缝隙内pH值分布计算结果与试验测量值一致,缝隙口与外部液体/大气连接时,缝隙内溶液分别呈酸性或碱性。缝隙口溶液电势较低,缝隙口附近的铝合金腐蚀较快,含Al腐蚀产物多集中在缝隙口附近。缝隙宽度在0.1~0.3 mm范围内变化不影响铝合金腐蚀速率;缝隙深度增加,缝隙口与底部溶液电势差增大,铝合金腐蚀面积增大,但铝合金最大腐蚀电流密度不变。电位升高,缝隙内铝合金的腐蚀加剧,电位提高10 m V,腐蚀24 h后缝隙内铝合金界面的腐蚀电流密度增加59倍,Al(OH)_2Cl的最大浓度为自然电位下的30倍。结论缝隙腐蚀主要受缝隙外部阴极还原反应影响,电位对铝合金缝隙腐蚀的影响最大,飞机结构中应避免高电位材料同铝合金直接接触。     

AF1410高强度钢大气腐蚀试验研究

目的研究AF1410高强度铜在北京地区大气环境中腐蚀特点和腐蚀规律。方法通过AF1410高强度铜的自然大气暴露试验,利用质量损失分析、断面分析、表面分析和电化学分析等方法分析试样。结果AF1410高强度钢在北京大气环境中腐蚀速率在腐蚀初期随腐蚀产物厚度的增加而逐步减小;随着暴露时间的延长,腐蚀产物由于厚度增加,以及其它环境因素的综合作用,导致其开裂直至脱落,腐蚀速率增加;之后又随腐蚀产物厚度增加,腐蚀速率减小。试样在暴露5年后,腐蚀产物厚度增加,腐蚀开裂、脱落现象明显加重。结论AF1410高强度钢在北京大气环境中腐蚀速率呈现反复升降的过程。     

热带海洋环境中5083铝合金腐蚀行为研究

目的 研究某岛礁不同海洋区带环境中5083铝合金的腐蚀规律。方法 在某岛礁进行海洋多区带腐蚀试验,利用表面微观形貌观测、腐蚀产物分析、质量损失测试及点蚀深度测量等手段,对比分析铝合金在不同海洋区带中的腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度。结果 5083铝合金在某岛礁海洋全浸区带环境中的腐蚀速率最大,大气区带中的腐蚀速率最小,在潮差区带的腐蚀速率介于二者之间。试样在海洋不同区带主要发生局部腐蚀,大气区试样的最大点蚀深度最大,而潮差区试样的最大点蚀深度最小。在不同海洋区带,铝合金腐蚀产物和附着物的混合物中均含有钙元素,大气区钙元素含量远低于潮差区和全浸区,潮差区和全浸区铝合金表面的腐蚀产物和附着物混合物中主要含有CaCO₃、CaSiO₃和Al₂O₃。结论 不同海洋区带环境中,5083铝合金的腐蚀速率差别较大,潮差区和全浸区材料表面附着大量污损生物和矿物质。     

T2铜在不同海水飞溅条件下的腐蚀性能差异

目的研究T2铜在不同飞溅条件下的腐蚀行为。方法通过对T2铜在三亚热带海水飞溅区进行0.5、1、2 a三个周期的环境试验,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其腐蚀产物形貌、物相进行分析,使用电化学工作站对带锈样品进行分析。结果 T2铜在堤岸飞溅区和堤岸内飞溅区腐蚀速率随时间的延长逐渐下降。在飞溅区,不同周期T2铜的腐蚀产物为表面较薄的氧化层,且存在分层现象,主要由外层疏松的绿色Cu2(OH)3Cl和内层致密的棕色Cu_2O组成。不同试验周期,两处飞溅区试样表面的腐蚀产物都较为平整,堤岸飞溅区腐蚀产物层的平均厚度大于堤岸内飞溅区,腐蚀形貌均为均匀腐蚀。两处飞溅区锈层均由Cu_2O和Cu2(OH)3Cl相构成,堤岸飞溅区锈层主要为Cu_2O和Cu2(OH)3Cl相,堤岸内飞溅区锈层主要为Cu_2O相,存在少量Cu2(OH)3Cl相。结论在同一试验地点进行飞溅试验,由于飞溅条件不同,2a内铜的腐蚀速率、腐蚀产物等会存在差异。     

浮码头钢趸船防腐涂装体系研究

目的为浮码头钢趸船优选防腐涂装体系,以延长其使用寿命。方法根据钢趸船腐蚀环境特点,对选用的防腐涂料进行对比试验,针对不同的腐蚀环境,优选不同的防腐蚀方案。结果制定了4套与不同腐蚀环境相对应的防腐涂装体系。结论该防腐蚀涂装体系已在上海、青岛、湛江等海域的钢趸船上使用,效果良好。     

热盐腐蚀环境对TC11钛合金高温寿命影响规律试验研究

目的 针对发动机钛合金部件在热盐环境与工作载荷下的寿命衰减问题，开展TC11钛合金热盐腐蚀疲劳与应力腐蚀试验，研究腐蚀环境下TC11的高温寿命衰减规律与失效机理。方法 利用喷盐法制备TC11钛合金试验件，研究不同温度与应力水平对TC11腐蚀疲劳以及应力腐蚀的影响规律。利用SEM等观测手段，开展腐蚀疲劳以及应力腐蚀试样断口与表面的形貌分析，分析腐蚀环境下的失效机理。结果 热盐腐蚀环境导致TC11的寿命显著降低，对比450 ℃下无腐蚀寿命，腐蚀疲劳寿命下降了2个数量级，应力腐蚀寿命下降到不足1%，且分散性较大。观察腐蚀疲劳和应力腐蚀的试样可以发现，表面有明显的腐蚀坑，腐蚀坑底发现裂纹。结论 热盐环境下，TC11腐蚀疲劳寿命和应力腐蚀寿命都会明显下降。由于腐蚀导致钛合金试样表面产生许多腐蚀坑，在腐蚀坑局部形成近似缺口，缺口部位的应力集中是导致腐蚀疲劳寿命衰减的重要因素。腐蚀疲劳的寿命低于Kt=1的无腐蚀疲劳寿命，但是要大于Kt=3的无腐蚀疲劳寿命。     

桐油水解制备咪唑啉缓蚀剂及其量子化学研究

目的 开发原料价廉易得、能实际应用的缓蚀剂。方法 以桐油为原料,水解后得到桐油酸,然后与二乙烯三胺经过酰胺化和环化反应,生成桐油咪唑啉缓蚀剂。在模拟现场环境的条件下对所合成的桐油咪唑啉缓蚀剂进行电化学测试和高温高压性能评价。利用量子化学计算对桐油咪唑啉缓蚀剂的分子动力学进行模拟,探讨其在Fe表面的吸附作用。结果 红外光谱显示,桐油水解后可生成桐油酸,最终合成物为桐油咪唑啉。电化学测试表明,随着桐油咪唑啉缓蚀剂添加量的增大,20#测试钢片的自腐蚀电位逐渐提高,腐蚀电流降低。高温高压模拟实验显示,加入油酸咪唑啉后,腐蚀速率明显降低,由0.3181 mm/a降到了0.0392 mm/a。量子化学计算表明,桐油咪唑啉分子中的咪唑啉环会平行吸附于铁表面,形成一层缓蚀剂膜。结论 价廉易得的桐油经水解后可得桐油酸,再与二乙烯三胺经过酰胺化和环化反应最终合成了桐油咪唑啉缓蚀剂。该缓蚀剂添加量越大,对20#钢片的缓蚀效果越好,呈现出了较好的缓蚀效果,其分子结构中的咪唑环能平行吸附于铁表面,属于抑制阳极型缓蚀剂。     

基于材料分类的无人机部件中性盐雾加速实验研究

使用纯度≥95.5%的工业氯化钠配置5%的中性溶液作为腐蚀加速溶液,根据无人机部件的材料分类,选取金属和非金属典型部件进行中性盐雾实验.实验结果表明:非金属材料和部分表面经过特殊处理的金属材料构件具有较强的耐盐雾侵蚀能力,而部分金属表面经过实验后受到了较严重的侵蚀.针对这一实验结果,分析了盐雾对无人机典型部件的侵蚀机理,总结出中性盐雾环境下各部件的腐蚀规律,给出了提高无人机系统部件抗盐雾侵蚀能力的措施.     

铝合金阳极氧化膜防护性能及失效规律研究

目的研究不同腐蚀环境条件下铝合金阳极氧化膜层的防护作用及失效规律。方法采用中性盐雾、酸性盐雾试验方法进行加速试验,对无划线试样腐蚀外观和附着力以及有划线试样的腐蚀形貌等进行检测和考核分析。结果获得了4种铝合金材料阳极氧化膜层在不同试验环境条件下的防护性能、腐蚀失效、附着力变化以及抗腐蚀扩展性能等试验数据。结论铝合金材料类型对未封闭处理的阳极氧化膜的耐腐蚀扩展性能影响明显。封闭处理能够提高铝合金阳极氧化膜的综合防护性能。