长期时效N10276合金在CO2/H2S/Cl- 环境中的腐蚀行为

通过电化学阻抗与循环动电位极化的方法研究了在CO₂/Cl^-以及CO₂/H₂S/Cl^-溶液体系中、长期时效前后N10276合金的腐蚀机理。结果表明,阻抗弧的低频区间出现了一个不完整的容抗弧,并且随H₂S浓度的增加（10~100 μL/L）转变为Warburg阻抗,其主要原因是高含量H₂S相关吸附物。H₂S可以增加合金腐蚀速率。相比较而言,长期时效处理主要作用于合金点蚀的形成,其中,经过长期时效处理的奥氏体组织内存在大量的第二相（富含Mo与Ni的μ相）,而析出物周围的区域成为优先腐蚀区域,进而导致了N10276合金点蚀的发生。     

N80钢在二氧化碳饱和的模拟油田液中的高温高压腐蚀行为研究

        用失重法研究了高温高压下N80钢在模拟油田液中的腐蚀行为.结果表明： 随着温度及CO₂分压的升高,N80钢的腐蚀速率增大,并在5 MPa及100℃时达到最大值.在此基础上,考察了Cl^-对腐蚀速率的影响.     

TiB2涂层熔盐电沉积制备与表征

炭阴极在铝电解槽中受熔盐和铝液腐蚀而影响寿命,而TiB₂涂层是铝电解槽理想的阴极材料。本文以石墨为基体,在KF-KCl-K₂TiF₆-KBF₄熔盐中以0.4-0.7A.cm_-2^{电流密度、}700-800℃温度电沉积TiB₂涂层,通过XRD衍射仪、SEM-EDS、表面粗糙度测量仪及附着力测试仪对不同电流密度和温度下制备的涂层进行表征。结果表明：在石墨基体上可以得到均匀连贯的TiB₂涂层;增大电流密度、降低电解温度可以细化涂层晶粒,提高涂层致密性;在0.6 A.cm_-²、750℃最优电沉积条件下制得的TiB₂涂层的厚度为229 μm,择优取向为<110>,表面粗糙度为14.85 μm,涂层与石墨基体的结合力为6.39 MPa。     

油气开采环境下管道的协同腐蚀及防护研究进展*

服役于高温高压 CO₂ / H₂S 环境下的管道腐蚀是油气田中急需解决的重要问题。CO₂、H₂S 及 Cl^- 是油气田管道中常见的腐蚀介质，其与温度、压力、pH值、含水率、流速等外界因素间的协同腐蚀作用会导致管道严重腐蚀，研究这些腐蚀介质与外界因素的协同腐蚀机制以及减缓管道腐蚀的措施有着重要的科学意义和经济价值。针对油气开采过程中金属管道的腐蚀问题，综述了 CO₂、H₂S 及 Cl^- 在协同腐蚀过程中起到的作用，讨论了温度、压力、pH 值、含水率及流速等实际工况条件下外界因素对腐蚀过程的影响。论述了现有管道腐蚀防护技术与工艺的特点：合金元素的掺杂可以改善腐蚀形貌，提高腐蚀产物层的致密性，等离子体扩渗与镀膜技术能够制备一层致密的保护层来吸收部分腐蚀介质并减缓腐蚀速率，缓蚀剂的添加可以减缓管道的阴极或阳极反应或形成减缓腐蚀速率的吸附层。最后展望了未来油气田管道防护技术的发展方向：为了有效地对油气开采环境下的管道进行保护，需要进一步研究腐蚀介质和外界因素间的协同腐蚀作用，模拟实际工况下的腐蚀环境， 对等离子体扩渗与镀膜技术、缓蚀剂等现有的防护技术进行系统的试验测试。     

ZrB2增韧Al2O3陶瓷制备工艺及其对复相陶瓷力学性能影响

Al₂O₃陶瓷因具有很高的强度和耐蚀性受到广泛关注。但由于相对较差的韧性限制了其广泛应用。Al₂O₃陶瓷增韧的方式很多,本文采用微米ZrB₂来增韧氧化铝陶瓷,探讨复相陶瓷烧结工艺,并研究工艺参数对复相陶瓷力学性能及韧性的影响。结果表明：采用单因素法得到两种陶瓷最佳工艺参数分别是纯α-Al₂O₃陶瓷烧结温度为1500℃,成型压力为450MPa,保温时间为8h,球料比为1/2,保压时间为10min;ZrB₂(wt,20%)+α-Al₂O₃ (wt,80%)复相陶瓷烧结温度为1450℃,成型压力为450MPa,保温时间为8h,球料比为1/2,保压时间为10min。其中成型压力、烧结温度和保温时间对复相陶瓷硬度及致密度影响最大。ZrB₂的加入,在降低陶瓷烧结温度的同时,可以将纯α-Al₂O₃陶瓷的断裂韧性由5.2±0.3MPa.m^_1/2提高到6.7±0.2MPa.m^_1/2。     

纳米Si3N4 对TC4钛合金微弧氧化层微观结构和性能的影响

在基电解液中加入氮化硅纳米颗粒,对TC4钛合金进行微弧氧化（MAO）处理,研究了Si₃N₄浓度对微弧氧化层表面形貌、耐蚀性和耐磨性的影响。添加Si₃N₄的MAO层呈现多孔结构,当Si₃N₄浓度为1 g/L时,涂层厚度最大,且经过7 d的酸腐蚀试验,该涂层的耐蚀性良好,腐蚀速率最低,约为0.057 mg·cm^-2·d^-1。随着Si₃N₄的加入,MAO涂层的抗菌性能先升高后降低。当Si₃N₄的添加量为1 g/L时,该MAO层的抗菌性能最好。Si₃N₄的加入能明显提高涂层在模拟海水中的耐磨性。当Si₃N₄的添加量为3和4 g/L时,所得涂层的摩擦系数低且稳定,且添加3 g/L Si₃N₄制备来的MAO涂层表现出优异的耐磨性。     

纳米柱状多孔WO3- x /TiO2 薄膜的电致变色性能

采用反应磁控溅射在掠射角度α=0°和α=80°的条件下制备氧化钨（WO_3-x）薄膜,然后在其表面沉积二氧化钛（TiO₂）。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对WO_3-x/TiO₂薄膜的晶体结构、表面/断面形貌以及表面化学成分进行表征。在三电极体系1 mol/L LiClO₄/PC溶液中,采用电化学工作站和紫外-可见分光光度计测试了WO_3-x/TiO₂薄膜的电致变色性能。XRD结果表明,WO_3-x/TiO₂薄膜为非晶态结构,与掠射角度无关。当掠射角度为80°时,获得了纳米柱状多孔薄膜。从 W 4f和Ti 2p的XPS谱图确认氧化钨为亚化学计量比的WO_3-x,而氧化钛为满足化学计量比的TiO₂。与致密薄膜相比,纳米柱状多孔薄膜需要较低的驱动电压且具有较快的响应速度。纳米柱状多孔薄膜的电荷容量为83.78 mC,是致密薄膜电荷容量30.83 mC的2倍以上。在±1.2 V驱动电压下,注入和脱出离子扩散速率分别为D_in=5.69×10^-10 cm²/s和D_de= 5.08×10^-10 cm²/s。与纯WO₃薄膜相比,WO_3-x/TiO₂薄膜的电致变色循环稳定性更好。纳米柱状多孔薄膜在可见光范围内具有较大的光调制幅度,因此其光密度变化（ΔOD）大于致密薄膜。     

(Zr55All0Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为研究

  用电化学技术方法研究了Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀和(Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀)_0.97Ce_0.03非晶合金在含Cl^-介质中的腐蚀电化学行为及添加稀土Ce的影响.结果表明：随Cl^-浓度增加,两种非晶合金的腐蚀速度加快;添加稀土Ce后提高合金耐蚀性;随极化电位的提高,两种非晶合金在0.05 mol/L Na₂SO₄及含Cl^-介质中均出现钝化特征,维钝电流密度随Cl^-浓度增加而减小;Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀非晶合金的电化学阻抗谱由单容抗弧组成(Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀)_0.97Ce_0.03非晶合金的交流阻抗谱在Cl^-浓度较低时呈单容抗弧特征,而随Cl^-浓度的增加,单容抗弧变为双容抗弧.     

激光辅助热喷涂NiCoCrAlYTa/ZrO2/BaF2·CaF2涂层的组织及性能∗

高温耐磨涂层是航空发动机关键摩擦副可靠使用的重要保障,鉴于其服役环境日益严苛复杂,进一步提高涂层的高温耐磨性能是十分必要的。利用激光辅助热喷涂技术制备 NiCoCrAlYTa / ZrO₂ / BaF₂·CaF₂ 高温耐磨涂层,利用 SEM、EDS 分析高温耐磨涂层的横截面微观组织及化学成分,研究 ZrO₂ / BaF₂·CaF₂质量分数、激光功率及扫描速度对耐磨涂层微观组织、力学性能及高温耐磨性能的影响。结果表明：激光辅助处理可以诱导耐磨涂层表面形成具有树枝状结构的 ZrO₂陶瓷层; 当激光功率为 80 W,扫描速度为 8 mm / s,喷涂粉末为 75 wt.% NiCoCrAlYTa+25 wt.% ZrO₂ / BaF₂·CaF₂时,制备涂层的微观组织、综合力学性能及高温耐磨性能达到最好;在此工艺参数下,涂层顶部的 ZrO₂ 陶瓷层最为致密均匀,其平均纳米硬度为 13.6 GPa,平均弹性模量为 182.5 GPa,800 ℃时的磨损率为 2.7×10^?5 mm³ ·N^?1 ·m^?1 。将高温耐磨涂层的组分设计与激光辅助热喷涂工艺相结合,可为提高涂层综合性能的提供解决途径。     

镀液中纳米颗粒浓度对n-Al2O3/Ni复合电沉积的影响

利用电沉积方法制备了n–Al₂O₃/Ni复合镀层。研究了镀液中添加不同纳米颗粒浓度对复合镀层沉积速率、电流效率、镀层中纳米颗粒共析量、表面形貌及腐蚀电位的影响。研究表明，随着镀液中纳米颗粒浓度提高，镀层中的纳米颗粒共析量也随之提高，在20 g/L时趋于稳定；沉积速度和电流效率先增后降，在30 g/L时达到最大；纳米颗粒的加入改变并细化了镀层的表面形貌；当纳米颗粒浓度20 g/L和30 g/L时镀层表现出较好的耐腐蚀性能。     

Al-Zn-Sn-Ga阳极合金的孔蚀活化钝化机理

采用SEM观察Al-Zn-Sn-Ga合金微观下孔蚀的发展过程。结合电化学相关理论,模拟计算由组织中第二相优先溶解而形成的点蚀孔内pH值与蚀孔深度之间的函数关系;探讨在中性NaCl溶液的腐蚀条件下,自催化效应对该合金蚀孔发展的影响。结果表明,合金的腐蚀孔内pH值随着腐蚀坑深度的增加而急速变大,但在孔蚀深度为0~10^-4 cm数量级时pH值变化却极小,此时合金蚀孔由于Ga汞齐等因素的作用导致阴极反应较快,从而使蚀孔钝化。通过三维形貌仪测得该合金点蚀孔钝化深度约10^-5 cm数量级,表明理论计算与实验现象吻合较好     

再结晶退火温度对含Cu铁素体抗菌不锈钢耐蚀性的影响

通过金相分析、FeCl₃点腐蚀试验、点蚀坑形貌观测、极化曲线测试等方法,研究了再结晶退火温度对含Cu铁素体抗菌不锈钢耐蚀性的影响。结果表明:在860～980 ℃范围内保温5 min,含Cu铁素体抗菌不锈钢再结晶程度逐渐提升,耐蚀性先增强后减弱,最佳再结晶退火温度为900 ℃。含Cu铁素体抗菌不锈钢在酸性FeCl₃溶液中点蚀坑呈开放式,随再结晶退火温度的升高,点蚀坑面积及深度减小,在980 ℃退火时其数量明显增多。     

烟道气氨法脱硫液对Q235碳钢腐蚀研究

采用静态挂片、极化曲线和长期点蚀实验，研究了氨法脱硫浆液中F^-和Cl^-以及 (NH₄)₂SO₄对Q235碳钢腐蚀的影响。结果表明，Q235碳钢在含卤硫铵溶液中的均匀腐蚀速率随F^-浓度和Cl^-浓度增大均呈现先降低后增高的趋势，随着 (NH₄)₂SO₄质量分数增加，均匀腐蚀速率降低；随着F^-浓度的增大，自腐蚀倾向增加；随着Cl^-浓度以及 (NH₄)₂SO₄质量分数的增大，自腐蚀倾向均降低；Q235碳钢在氨法脱硫模拟浆液中点蚀较严重，需采取重防腐措施。     

HCO3-和SO42-对Cu点蚀行为的影响

在不同浓度配比的HCO₃^-和SO₄^2-混合溶液中,利用循环极化电化学测试方法和SEM,对Cu工作电极的循环极化行为和点蚀表面形貌进行了系统的研究.结果表明,在高电位范围的循环极化实验中,Cu的点蚀行为可分为活性溶解型点蚀和钝化膜破裂型点蚀;随SO₄^2-浓度的升高Cu点蚀的敏感性增大.由于HCO₃^-与SO₄^2-的协同作用,随HCO₂^-浓度升高点蚀敏感性呈先增大后减小的规律.在钝化膜破裂型点蚀中,SO₄^2-提高Cu点蚀的诱发能力;HCO₃^-降低Cu点蚀的诱发能力.2种离子对点蚀自修复能力的影响无明显规律.     

Effects of Trace Cl-, Cu2+ and Fe3+ Ions on the Corrosion Behaviour of AA6063 in Ethylene Glycol and Water Solutions

The effects of Cl^-, Cu²⁺ and Fe³⁺ ions and their combinations on the corrosion behaviour of aluminium alloy 6063 (AA6063) in ethylene glycol and water solutions at 50 °C were investigated by electrochemical and immersion methods. Cl ^- resulted in pitting corrosion of the alloy. In the Cl^--free solutions, Fe³⁺ was prone to accelerate uniform corrosion, while Cu²⁺ tended to accelerate pitting corrosion. Severe pitting corrosion of AA6063 was observed in the cases of Cl^- combined with Cu²⁺ or Fe³⁺, especially in the case of Cl^- combined with Cu²⁺ and Fe³⁺ ions.     

O3/Cl-复合大气环境中Q235B钢的腐蚀演化特性

采用干/湿交替的实验方法模拟大气腐蚀过程。运用X射线衍射、电化学阻抗谱以及极化曲线等手段，研究了O₃/Cl^-复合大气环境中Q235B钢的腐蚀演化特性。结果表明，O₃和Cl^-的协同作用对Q235B钢的腐蚀有明显的促进作用，其腐蚀速率随着模拟环境中Cl^-含量的增加而增大。腐蚀演化特性方面，Q235B钢在腐蚀的初期阶段腐蚀速率最大，中期阶段腐蚀速率迅速下降，而到后期阶段腐蚀速率又有所提高。相比于不含O₃的大气环境，当Cl^-浓度较低时，O₃和Cl^-对Q235B钢腐蚀产物组份的影响并不明显。而当Cl^-浓度较高时，O₃和Cl^-能明显促进β-FeOOH的生成而抑制α-FeOOH和γ-FeOOH的生成。这说明O₃/Cl^-复合大气环境能促进Q235B钢的大气腐蚀与锈层相组分变化密切相关。     

Effect of flow velocity on pipeline steel corrosion behaviour in H2S/CO2 environment with sulphur deposition

The effect of element sulphur on the performance of corrosion inhibitor in H₂S/CO₂ gas field solution was investigated at different velocities. The morphology and composition of corrosion products were characterised by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) methods. The results indicated that L360 QS steel surface suffered from sulphur-induced pitting corrosion at a low velocity due to insufficient sulphur-carrying fluid power. At high flow velocities, the steel surface is likely to be suffered high fluid power which can remove the inhibitor film and corrosion scales by the mechanical erosion effect. The sulphur corrosion mechanism model and the flow-induced corrosion model due to the high wall shear force have been proposed in the study. This work suggested that the gas production rate should be controlled at an acceptable level to guarantee the service safety of pipeline system.     

污染离子对Q235钢潮湿时间的多因素关联性分析

研究了Q235钢在1 mmol/L NaCl,10 mmol/L NaSO₄和NaCO₃薄液膜下潮湿时间随温度、相对湿度和浸润时间的变化规律。采用数据挖掘中标准化技术对自变量和因变量进行预处理,提高了分析精度。通过线性模型中各自变量的权重系数研究环境控制因素对潮湿时间的影响规律和贡献份数,分析污染离子和腐蚀产物对潮湿时间的作用方式。结果表明：数据标准化技术可有效提高分析精度。 Cl^-、SO₄^2-和CO$_₃^2-三种污染离子对于材料表面潮湿时间有不同的影响模式。温度和湿度对潮湿时间的影响较大,浸润时间对潮湿时间的影响较小。浸润时间和湿度跟潮湿时间呈正相关,而温度跟潮湿时间呈负相关。在24 ℃和相对湿度为70%~80%左右(转化点)温度和相对湿度指数有显著变化。温度和相对湿度对潮湿时间的影响有明显负协同作用,强弱和模式依赖于污染离子种类和理化性质,与腐蚀产物也有密切关系。     

等离子球化制备球形CaF2/BaF2共晶粉末*

探究了使用大气等离子喷涂设备制备适合热喷涂使用的球形CaF2/BaF2共晶粉末的可能性。68%BaF2、32%CaF2粉末(质量分数)经过1 100℃真空烧结后,形成致密的块状氟化物共晶。机械破碎后的氟化物共晶经过等离子焰流重熔后得到了球形的氟化物共晶。使用F14-1流动性和松装密度测定仪测量球化前后粉末的流动性和松装密度。采用扫描电子显微镜,XRD表征球化前后粉末的形貌和物相组成。结果表明:球化后的粉末呈现较好的球形,球化后粉末的流动性和松装密度较球化前也有较大的改善:球化后共晶粉末的流动时间为55.20s/50g,松装密度为1.89g/cm3;另外,球化后共晶粉末还表现出良好的高温润滑性能:含有10%CaF2/BaF2共晶(质量分数)的镍基涂层在600℃和800℃的平均摩擦因数都小于0.3。     

Cu2+及等离子电解氧化处理对Zr-4合金腐蚀性能的影响

采用电化学方法研究锆合金Zr-4在添加不同Cu2+浓度的0.5 mol/L NaCl溶液或0.5 mol/L Na2SO4中的腐蚀行为,探讨不同浓度Cu2+对Zr-4合金腐蚀性能的影响,同时,在10 g/L Na2SiO3.9H2O+10 g/L Na4P2O7.10H2O混合溶液中对Zr-4合金进行等离子电解氧化处理,并用极化曲线技术研究膜层的防护能力。结果表明:Cu2+能使Zr-4合金自腐蚀电位正移,降低极化曲线上钝化区的宽度,使得合金的抗孔蚀能力降低,腐蚀电流密度增加;在硫酸钠溶液中,Cu2+的添加没有使合金产生明显的孔蚀,这表明Zr-4合金的抗孔蚀能力下降是Cu2+和Cl共同作用的结果;等离子电解氧化处理能够大幅度提高Zr-4合金的抗孔蚀能力。