数值计算法在流体腐蚀研究中的应用─(Ⅰ)层流条件下金属的腐蚀

采用数值计算法与实验研究相结合，对碳钢在3．5％NaCl溶液中层流状态下的腐蚀进行了研究．结果表明：用材料表面近壁处的流体力学参数（剪切应力τ、传质系数K）比主体中的流体力学参数（流速U）更能准确反映流体对材料腐蚀的影响．针对旋转圆盘体系中的流动体系，建立了流体腐蚀的数学模型，并进行了计算和分析．模拟计算的流体腐蚀速度值与实测值基本吻合，从而验证了所揭示的碳钢在单相流体中的腐蚀机理．

有机缓蚀剂分子在金属表面的化学吸附过程和分子设计分析

从配位化学的角度 ,探讨了有机缓蚀剂分子在金属表面和氧化膜表面的配位模型 ,并用此模型解释了缓蚀剂间的协同作用以及环境中其它因素对缓蚀剂的影响。

热障涂层与单晶高温合金互扩散控制方法研究进展

目前,二代及更高级单晶涡轮叶片的表面服役温度已达到1050℃以上,因此涂层与基体间的元素互扩散十分严重。互扩散不仅会消耗涂层中的有益元素,降低涂层服役寿命,而且会在单晶基体中形成二次反应区,严重损害单晶基体的力学性能。扩散障和低互扩散性涂层是控制热障涂层与单晶基体间元素互扩散的有效方法。结合国内外最新研究进展,本文首先对扩散障的设计原理、基本特性以及分类作简要介绍,并具体分析了金属扩散障、陶瓷扩散障和活性扩散障存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作;其次,对低互扩散性涂层在热障涂层领域中的应用与最新发展动态进行综述,详细讨论了纳米晶涂层、相平衡涂层和γ′基涂层的高温防护性能和阻扩散机制。在此基础上,指出了扩散障和低互扩散性涂层的未来发展方向。

数值计算法在流体腐蚀研究中的应用─(Ⅱ)湍流条件下金属的腐蚀

将数据计算与实验研究相结合，引入湍流运动理论，研究了在３．５％ＮａＣｌ溶液中湍流状态下碳钢的流体腐蚀。针对旋转圆盘体系中的流体力学，采用壁函数、κ￣ε两方程，建立了湍流状态下腐蚀的数学模型，并进行了计算与分析。结果表明：数值模拟计算值与实验结果基本一致，验证了在湍流下碳钢的腐蚀过程中仍然是电化学因素起主要作用，临界流体力学参数对阐明与流体流动有关的腐蚀现象具有重要意义。

氯离子对钝态金属电极阻抗频谱的影响

研究了钝化的20号碳钢电极在受到溶液中的CI^-的作用而尚未生成腐蚀孔时(孔蚀诱导期内)的阻抗频谱特征。发现极化电阻比之没有Cl^-时降低了4个数量级,而且低频区阻抗实部呈现电感性收缩现象。这种实部收缩现象随着时间的增加逐渐减弱。对于表面复盖有钝化膜的金属电极的交流阻抗提出了一个统一的数学模型,可以解释溶液中没有Cl^-时和受到Cl^-影响时的钝态金属电极的阻抗频谱。

喇曼光谱方法测量金属表面氧化膜的残余应力

利用表面增强激光喇曼光谱仪测量了Fecrallor（Fe－22Cr－5Al－0．3Y）合金表面Al2O3膜及Co－40－Cr合金表面Cr2O3膜的残余应力．实验条件下，两种氧化膜残余应力值分别为2GPa和1．7GPa．如果Co－40Cr合金离子注入3×1017Y+／cm2；或者Cr2O3膜发生破裂，Cr2O3膜的残余应力值显著降低．该测试方法简便，并可用于测量氧化膜内微区应力及应力分布，还可实现高温下原位测量氧化股应力．

泡沫金属电阻率的计算方法

泡沫金属的孔率是一项易于测知和易于在制备过程中进行控制的特性指标， 而其电阻率在这两方面都比较困难。本文通过建立新的针对性理论公式，并与有关计算公式一起进行应用分析，找到了较合适的用孔率计算高孔率泡沫金属电阻率的方法，从而为多孔金属材料的整体优化设计和高孔率泡沫金属生产过程中电阻率指标的控制提供便利。

铝合金表面激光熔覆SiC颗粒增强表层金属基复合材料的组织及空泡腐蚀性能

采用 2 k W连续 Nd:YAG激光器在 AA6 0 6 1铝合金表面激光熔覆 Si C陶瓷粉末 ,通过激光融化处理可在铝合金表面制备出表面金属基复合材料 (MMC)改性层。利用扫描电子显微镜 (SEM/ EDX)、X-射线衍射 (XRD)仪等分析检测设备对改性层的组织形貌、结构及化学成分进行分析。利用显微硬度计、恒电位仪及超声波感应空泡腐蚀设备对 MMC改性层的电化学腐蚀性能及空泡腐蚀性能进行了评价 。

铝合金表面激光熔覆原位自生TiC增强金属基复合材料涂层

以 Ti,Si C混合粉末作为预置合金涂层 ,采用 2 k W连续 Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆处理 ,在 6 0 6 1铝合金表面借助于接触反应法制备原位自生 Ti C颗粒增强 Al- Ti复合材料涂层。试验结果表明 :采用合适的激光辐照工艺参数 ,可获得增强相 Ti C弥散分布 ,以 Ti- Al金属间化合物及 Al过饱和固溶体为主要组成相的复合材料熔覆层组织。Ti C颗粒与复合材料基体润湿良好 ,熔覆层结晶致密 ,与 6 0 6 1铝合金基材呈良好的冶金结合 。

离子注入Cr、Y、Nb对γ-TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

采用MEVVA离子源将Cr、Y、Nb离子分别注入γ -TiAl金属间化合物 ,注入能量 50—6 0keV ,注入剂量为 1× 10 17cm- 2 ,研究γ -TiAl在 10 0 0℃空气中的循环氧化行为。结果表明 ,Cr离子和Y离子注入对γ -TiAl的高温氧化性能均没有明显影响 ;Nb离子注入γ -TiAl,在氧化初期 ,抗氧化性能得到显著提高 ,但随着氧化过程的继续 (超过 10 0h) ,这种改善作用逐渐降低。实验发现 ,通过离子注入和基体合金化向γ -TiAl中加入相同元素 ,由于工艺过程的差异 ,对其高温氧化性能的影响不同。在长时间高温氧化 (10 0 0℃ )条件下 ,离子注入表面改性无法达到提高γ

高温钛合金及钛铝金属间化合物腐蚀与防护

评述了高温钛合金防氧化、氯脆、烧蚀及Ｔｉ－Ａｌ 金属间化合物高温氧化和防护方面的研究进展，并对今后防护涂层的研究提出了建议。

涂层下金属的腐蚀过程

分析了涂层的保护作用及失效机制 ,讨论了涂层下金属基体腐蚀机理和腐蚀过程与涂层失效的交互作用 .

TiAl金属间化合物的高温氧化与防护研究进展

TiAl金属间化合物在高温下形成Al2O3／TiO2混合氧化物膜，抗氧化能力较差，需施加合适的的防护涂层本文综合评述TiAl金属间化合物的高温氧化机理，合金元素。

金属镁在腐蚀介质中界面结构特征与负差数效应关系研究

利用扫描隧道显微镜，在微观尺度观察腐蚀界面形貌特征．发现ｐＨ＝１１的１ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ水溶液中，金属镁表面形成块状氧化物，但微观尺度上氧化膜厚度不均，阳极化后块状氧化物尺度变小，保护作用降低，导致镁金属溶解出现负差数效应．金属镁在０．５ｍｏｌ／ＬＮａ２ＳＯ４和１ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ两种介质中都产生负差数效应，但氧化膜结构不同。

金属熔盐腐蚀的电化学评定方法——极化曲线拟合法

根据高温熔盐体系中腐蚀金属电极的极化行为特征,提出了与之相适应的极化曲线方程。在腐蚀过程的阴极或阳极反应是准可逆的情况下,腐蚀金属电极的极化曲线方程式包含5个以上电化学参数。本文证明,利用分段曲线拟合,再用随机尝试法加以优化,可以求得合适的初始值,使迭代收敛,从而求得电化学参数。编制了一个BASIC语言的计算程序,并讨论了编制程序时应考虑的问题。

涂层对TiAl金属间化合物抗循环氧化性能的影响

研究了渗铝、Ｃｏ３０Ｃｒ６Ａｌ０．５Ｙ（质量分数，％）和反应溅射Ａｌ２Ｏ３及Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ（摩尔分数，％）涂层对ＴｉＡｌ金属间化合物在９００和１０００℃的循环氧化性能的影响。结果表明：几种涂层均不同程度地提高了ＴｉＡｌ的抗循环氧化性能，其中ＴｉＡｌＣｒ涂层表现出最好的效果。渗铝涂层内出现大量贯穿性裂纹；ＣｏＣｒＡｌＹ涂层和基体之间存在严重的互扩散，形成的孔洞已连成了较大的裂纹，且涂层内出现裂纹；Ａｌ２Ｏ３膜易开裂剥落，提高ＴｉＡｌ的抗循环氧化性能十分有限；而ＴｉＡｌＣｒ涂层表现出好的涂层基材相容性，循环氧化后涂层内没有出现裂纹，涂层－基材结合致密。

金属材料在垃圾焚烧环境中的高温腐蚀

综述了国内外垃圾焚烧的发展概况 ,探讨了垃圾焚烧环境中金属材料的高温腐蚀行为和腐蚀机理 ,并概括了当前服役于这种腐蚀条件下耐蚀材料和高温涂层的最新发展和应用 .

金属材料的高温氯化腐蚀

综述了金属氯化腐蚀研究的最新进展， 并探讨了金属在含氯环境中的腐蚀特点。

MCrAlY涂层对TiAl金属间化合物抗高温氧化性能的影响

研究了溅射Co-30Cr-6Al-0.5Y及Ni-30Cr-6Al-0.5Y涂层对TiAl金属间化合物抗高温氧化性能的影响。结果表明,在900℃～1000℃范围内,CoCrAlY、NiCrAlY涂层表面由于可形成粘附性良好的A1_2O_3膜,大大改善TiAl金属间化合物的抗氧化性能。在氧化过程中,CoCrAlY、NiCrAlY涂层中的Co、Ni向基体中扩散,从而在基体一侧形成两个扩散层,其中扩散层的外层分别为硬而脆的A1Co_2Ti、AlNi_2Ti三元金属间化合物。1000℃氧化时,CoCrAlY涂层中普遍存在的柱状晶结构和瘤状缺陷,导致Ti向外扩散,涂层表面出现TiO_2。而NiCrAlY涂层表面900℃氧化即出现少量TiO_2。

TiAlCr涂层对TiAl金属间化合物抗熔融硫酸盐热腐蚀的影响

研究了溅射ＴｉＡｌＣｒ 涂层对ＴｉＡｌ 金属间化合物抗硫酸盐热腐蚀性能的影响。结果表明，８５０ ℃时，９０ ％ Ｎａ２ＳＯ４ ＋ １０ ％ Ｋ２ＳＯ４ 中Ｔｉ５０Ａｌ 和Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ 都遭受严重热腐蚀。ＴｉＡｌＣｒ 涂层能大大改善ＴｉＡｌ 金属间化合物的抗热腐蚀性能。带Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ 涂层的Ｔｉ５０Ａｌ 表面形成一层完整致密的Ａｌ２Ｏ３ 膜， 涂层与基材之间无明显互扩散。带Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ 涂层的Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ 表面虽然也形成Ａｌ２Ｏ３ 膜， 但在其上面长出一些ＴｉＯ２ 瘤。这可能是涂层与基材之间的互扩散导致涂层中Ｔｉ 含量增加，Ａｌ 含量减少而生成ＴｉＯ２ 的结果。将涂层成分调整为Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ 后， 带Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ 涂层的Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ 表面生成了连续的Ａｌ２Ｏ３ 膜， 其抗热腐蚀性能良好。