船用辅冷凝器B30合金管腐蚀失效分析

某船用辅冷凝器B30合金管发生了大面积早期失效。通过失效B30合金管的腐蚀形貌、腐蚀产物及极化曲线分析其失效原因。结果表明:B30合金管发生了选择性腐蚀,其内表面局部区域发生的严重腐蚀是由点蚀引起的脱镍腐蚀,点蚀坑内的酸化环境使脱镍腐蚀更加严重;由于铜的电位正于镍的,铜在晶粒边界附近发生回沉积。

TiO_2@Ag/WO_3复合材料的光电化学阴极保护性能研究

通过溶剂热法合成了Ag/WO_3基体材料,再次用溶剂热法制备TiO_2@Ag/WO_3复合材料,并通过调节钛酸四丁酯加入量合成了不同复合比例的TiO_2@Ag/WO_3复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),紫外-可见(UV-Vis)分光光谱等技术对样品的结构和形貌进行表征。通过测试全光条件下的阴极保护电流密度-时间和开路电势对光电阴极保护性能进行研究。实验结果表明:TiO_2@Ag/WO_3复合材料不仅具有优异的光电化学阴极保护性能,也具有明显的储电子功能,这种三相复合材料可以为偶联的304不锈钢提供暗态下的延时保护,在光电阴极保护方面展现出巨大潜力。

水性环氧铝粉涂层/碳钢体系的腐蚀电化学行为

应用电化学阻抗谱(EIS)和扫描振动电极技术(SVET)研究了碳钢基体上含人造缺陷的水性环氧铝粉涂层浸泡在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为.结果表明,浸泡初期,涂层缺陷处为阳极活性区,涂层阻抗随时间延长逐渐降低,活性区逐渐扩展;之后,由于腐蚀产物的自修复作用使整个涂层/金属界面电化学反应活性降低,导致涂层阻抗快速增加.浸泡后期,由于腐蚀介质渗入到涂层/基体界面,出现了更多的阳极活性区,涂层产生破坏剥离.

丙烯酸改性有机硅树脂涂层表面微结构的制备与表征

采用丙烯酸类单体对含可聚合双键的有机硅预聚物进行改性,合成丙烯酸改性有机硅树脂.使用三乙烯四胺固化后,涂层表面形成规律性的微结构形貌,微结构的存在使得改性树脂涂层表面的静态水接触角比纯硅树脂的大,疏水性增强.当有机硅预聚物与丙烯酸类单体含量比为1∶1、丙烯酸类单体中丙烯腈含量为15％ ～25％时,改性树脂涂层表面微结构形貌规律性较好.海水浸泡实验表明,丙烯酸改性有机硅树脂涂层表面微结构形貌较稳定,且附着力较好,可适应长期海水浸泡环境.

阴极极化对高强钢焊接件应力腐蚀敏感性的影响

目的研究不同极化电位下高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性。方法采用慢应变速率试验(SSRT)和电化学阻抗技术来判定不同极化电位条件下高强钢焊接件在海洋环境中应力腐蚀敏感性的大小,利用扫描电镜和三维视频测试技术观察试样断裂处的颈缩情况和断裂方式。结果在E corr^-0.9 V电位区间内,高强钢焊接件在海水中没有明显的应力腐蚀敏感性;在-1.1^-1.2 V电位区间内,焊接件断口出现脆性断裂特征,力学性能下降明显,具有很强的应力腐蚀敏感性。结论阴极极化对高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性影响显著。

海水pH对两种船体钢腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱和失重试验研究了pH对船体钢在海水中腐蚀行为的影响。结果表明,在pH为6.5~9.5的海水中,1号、2号船体钢的自腐蚀电位在pH=9.5时稍高,在其他pH下差别不大。随海水pH的增加,两种钢的腐蚀电流密度均逐渐减小,腐蚀速率下降,腐蚀速率与pH之间呈近似线性关系。

Ni-Cr-Fe-V-Ga系合金的X射线衍射和热机械分析

对Ni Cr Fe V Ga系合金进行了X射线衍射和热机械分析(TMA)。结果表明,在室温至940℃范围内,合金的晶格点阵参数逐渐增大,线胀系数为正;在940～1150℃范围内,合金的晶格点阵参数逐渐降低,线胀系数为负,进行了K效应转变。用热力学理论对实验结果进行了解释。

含砂流动海水中Q235钢冲刷腐蚀行为研究

目的研究Q235钢在不同流速和不同含砂量环境下的冲刷腐蚀行为。方法采用旋转冲刷腐蚀试验装置,利用电化学测试手段、表面显微分析以及失重测量等方法分析流速以及含砂量对冲刷腐蚀行为的影响。结果试样表面主要以腐蚀坑和划痕为主,随流速的增加,试样表面腐蚀坑数目增多,砂粒摩擦造成试样表面有明显划痕。含砂量较小时,试样表面腐蚀坑较大,且比较分散;随着含砂量增加,试样表面腐蚀坑增多,但是腐蚀坑直径减小。随流速的增加,试样表面腐蚀产物膜变得更加致密。随含砂量的增加,试样表面的腐蚀产物膜变厚,出现更加稳定的Fe2O3。海水流速和含砂量均较小时,Q235冲刷腐蚀电化学表征为单层结构腐蚀产物层。随流速和含砂量的增加,电化学表征转变为双层结构的腐蚀产物层,砂粒无法直接作用于基体表面。冲刷流速从1m/s增加到5m/s时,冲刷腐蚀速率由0.0113mm/a增加到0.0309mm/a,Q235钢最大腐蚀坑深度由34.47μm增大到281.94μm。含砂量从0.15%增加到1%时,冲刷腐蚀速率从0.0113mm/a变为0.0107mm/a,最大腐蚀坑深度由34.47μm变化为16.41μm。结论Q235钢的腐蚀速率及腐蚀坑深对冲刷流速较为敏感,而对含砂量变化敏感性较小。

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 E>Q355>Q235B。

含砂海水对40Cr钢加速冲刷腐蚀性能影响

目的研究40Cr钢在实际海水中的冲刷腐蚀性能。方法采用自制旋转冲刷实验装置,模拟实际海洋环境对40Cr钢进行实验。试验介质为含有质量分数为0.15%、0.3%、1%石英砂(300目左右)的青岛海域天然海水,冲刷流速分别为1、3、5 m/s。用交流阻抗谱和极化曲线测试检测其冲刷腐蚀性能,采用失重法测量冲刷腐蚀速率,并用扫描电镜观察其表面形貌,用XRD、EDS技术检测腐蚀产物成分。结果当流速一定,石英砂的质量分数为0.3%时,腐蚀速率最小,交流阻抗谱和极化曲线结合分析显示,此时最耐腐蚀,腐蚀产物成分为FeO(OH)。当含砂量一定时,随着流速的增加,试样腐蚀速率快速增加,耐蚀性逐渐下降,腐蚀产物主要成分为Fe O(OH)。结论流速对40Cr的冲刷腐蚀速率影响较大,而含砂量对冲刷腐蚀速率的影响较小。

扫描电子显微镜在金属腐蚀与防护研究中的应用实例

借助扫描电子显微镜(SEM)可以观察材料腐蚀形貌,研究腐蚀机理,评价材料性能,可为舰船选材等提供理论依据。本文列举了几个SEM在金属腐蚀与防护中应用的实例。通过这些典型的例子,说明SEM在该领域的研究工作中发挥了重要作用。

含氟硅酯交联丙烯酸树脂的合成及性能表征

通过三氟丙基甲基二氯硅烷与甲基丙烯酸钾反应,合成了氟硅烷基丙烯酸酯(FSMA),并通过自由基聚合法,将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)合成了含氟硅酯交联丙烯酸树脂(FSAR)。利用傅里叶变换红外光谱、热重分析、凝胶渗透色谱分析等对树脂进行了表征;并通过水接触角测试仪测试了树脂的水接触角,利用旋转圆筒冲刷装置测试了自抛光性能。结果显示:当FSMA单体占总单体质量10%时,FSAR的数均相对分子质量约为4 800,水接触角为92.3°。其在28℃天然海水中3 m/s速度下的自抛光速率为0.2μm/d,对比丙烯酸树脂发现,FSMA单体有助于降低树脂的自抛光速率。

ZnO/C-dots/Ag复合材料的制备及其增强光催化降解抗生素性能

通过溶剂热法制备了ZnO纳米棒,进一步在ZnO纳米棒表面沉积碳点(C-dots)和Ag,成功制备了C-dots和Ag共修饰的ZnO纳米复合光催化剂(ZnO/C-dots/Ag)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)和紫外可见(UV-Vis)分光光谱等分析对系列样品进行了物理表征。结果表明,C-dots的引入可以有效加速Ag在ZnO表面的沉积。在白光下降解抗生素(诺氟沙星)的结果表明,ZnO/C-dots/Ag复合材料的光催化性能相比于纯的ZnO、ZnO/C-dots和ZnO/Ag材料得到了明显的提升,并且光催化性能稳定。表明C-dots和Ag在ZnO光催化降解抗生素过程中起到了协同作用,C-dots起到实现光生电子快速转移的作用,配合Ag的等离子体共振效应共同加速了ZnO的光催化降解过程。

Pd-Ag-Sn-In-Zn合金时效强化机制研究

通过硬度测试、X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)观察研究了Pd-Ag-Sn-In-Zn合金时效强化行为及相关的微观结构变化,从而很好地解释了该合金的时效强化机制。结果表明,时效前期合金硬度的增加与在晶界处形成中间过渡相有关。通过扫描电镜观察,可以清楚地看到基体相以及等温时效过程中在晶界处有类似珠光体的析出相。随着稳定第二相的长大,硬度持续下降。

BFe30-1-1白铜管在海洋大气环境中的腐蚀行为

采用激光拉曼光谱仪结合扫描电镜、X射线能谱仪等研究了BFe30-1-1白铜管在海洋大气环境中暴露20年的腐蚀情况,对试样去除腐蚀产物前后表面的元素分布及其存在形式进行了分析。结果表明,表面腐蚀产物是CuO、-αFe2O3和Fe3O4;用石英玻璃刮掉表面一层腐蚀产物后检测到了NiO,并且此时氯元素的含量较高。将原始腐蚀样品酸洗后,检测到Cu2O、FeO和-γFe2O3,并且检测到了较高含量的碳元素。试验结果还表明,激光拉曼光谱仪和能谱仪联用可以很好地评价白铜管的大气腐蚀行为。

基于316L不锈钢材质的复合滤网腐蚀行为研究

为了研究316L不锈钢滤网材料及成品等不同结构在海水条件下的腐蚀行为,采用开路电位、点蚀电位、偶合电流与电位测量等试验方法观察其腐蚀性能。试验结果表明:针对316L骨架网、316L成品和316L多层滤网三种不同结构,耐点蚀能力强度为316L骨架网高于316L成品,316L成品高于316L多层滤网;316L成品在天然海水试验介质中,316L骨架网作为阳极加速腐蚀,316L多层滤网被保护。

钌镧氧化物涂层在NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS)研究

测量了钌镧氧化物涂层的电化学阻抗谱(EIS),结合循环伏安(CV)及扫描电子显微镜形貌分析,研究了钌镧氧化物涂层阳极在3.5%NaCl溶液中电化学表面结构及电化学行为.在非析氯反应区间,该涂层EIS数据的最佳拟合等效电路是Rs(RctQdl),在析氯反应区间,其等效电路为Rs(RfQf)(RctWQdl).高频段阻抗行为对应涂层的物理阻抗,低频段对应涂层与溶液界面的电化学反应阻抗.实验结果表明,随着La浓度增加,氧化膜及双电层的伪电容增大,且在La含量30mol%时达到最大值,与CV实验结果一致,证明了加入La能提高RuO2涂层的电催化活性.但在析氯反应区间,涂层氧化膜的导电性在含La大于30 mol%之后迅速下降,在低频段产生Warburg阻抗,与其表面钝化和特性吸附现象有关,这是导致含La 70 mol%时电催化活性急剧下降的原因.

钛基钌镧氧化物涂层结构对电化学活性的影响

以RuCl33H2O和LaCl37H2O为前驱物,通过热分解方法制备Ti基Ru-La氧化物涂层,用循环伏安法(CV)、热分析(DSC-TG)法、X射线衍射(XRD)仪及原子力显微镜(AFM)等测试手段对涂层电化学活性、结构和形貌进行表征。结果表明,加入La使钌基氧化物涂层晶粒细化,扩大了活性表面积,从而使电化学活性得到提高。另外,La提高了RuCl3热分解温度,并抑制了RuO2和RuOx(x>2)结晶和长大,其混合氧化物主要以非晶态形式存在。当La含量达到30%(摩尔分数)时,晶粒尺寸达到最小值,其电化学活性最好。

海洋底栖硅藻胞外多聚物化学成分的定量研究

海洋底栖硅藻通过分泌胞外多聚物(Extracellular polymeric substance,EPS)实现滑行运动和附着。为探查不同生长期硅藻EPS的变化,以及同一生长期不同硅藻EPS的异同,本文以单个细胞分泌的EPS为考量依据,进行了定量分析。采用热溶剂浸提法对海洋底栖硅藻EPS的水溶性和水不溶性组分进行提取;利用苯酚-硫酸法定量提取液中的多糖,利用考马斯亮蓝G-250法定量蛋白质。结果表明,不同生长期的羽状舟形藻(Navicula pinna),随着细胞密度增大,EPS中多糖和蛋白质的分泌量减少,且多糖和蛋白质含量存在差异,表明EPS分泌行为因硅藻生长期不同而发生变化;同为生长指数期,三种海洋底栖硅藻:平滑舟形藻(Navicula leavissima)、小形舟形藻(Navicula parva)、羽状舟形藻(Navicula pinna)的EPS分泌量不同,但EPS中的多糖和蛋白质百分含量无明显差别。