Fe-C膜光纤光栅锈蚀传感器在模拟海洋环境中的特性研究

研究了一种基于与钢筋成分相似的Fe-C膜光纤光栅锈蚀传感器,在模拟海洋环境3.5%NaCl溶液中进行锈蚀监测,同时与电化学监测比较。对Fe-C膜进行电子探针、XRD和SEM测试,阐述了传感器的结构和原理。实验结果表明:光纤锈蚀传感器在2.5d达到最大漂移量430pm,锈蚀10d敏感膜出现脱落,波长发生回落。与电化学监测相比,光纤锈蚀传感器能够实现长期监测,并获得锈蚀时间、锈蚀速率和锈蚀程度等锈蚀状态,对钢结构的实时在线监测具有重要意义。

Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的制作及性能研究

为了在光纤纤芯上制备更符合要求的 Fe-C 合金膜,取代了氢氟酸(HF)腐蚀包层的方法,选用刀笔去除光纤的涂覆层和包层;分别使用物理气相沉积离子溅射金及 Fe-C 合金、物理气相沉积真空蒸镀 Fe-C 合金、化学镀铜4种方法使纤芯表面金属化。经过对比分析,选择在金膜和铜膜上继续利用电镀方法沉积上不同厚度的 Fe-C 合金膜,进而进行腐蚀传感实验。最后利用新的实验数据记录方法,并通过实验中不同厚度的 Fe-C 合金膜表现出的传感特点,提出了一个腐蚀定量监测方案。结果表明,通过离子溅射金使纤芯金属化是一个相对较好的方法,这为 Fe-C 合金膜光纤腐蚀传感器的进一步发展开启了新思路。

Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器传感规律研究

利用PVD溅射镀以及PVD与电镀复合两种方法在光纤纤芯上制备了不同厚度的Fe-C合金膜,对其进行X-射线衍射分析,所制膜层晶体结构类型与普通碳钢基本一致.通过将镀膜光纤放入不同浓度的HNO3溶液中以及埋入混凝土结构中,进行了腐蚀实验.结果表明:在低浓度的腐蚀溶液中,不同厚度的Fe-C合金膜会从外到内被均匀地腐蚀掉,输出光功率会在腐蚀末期有一个急剧的增大现象;在高浓度的腐蚀溶液中,Fe-C合金膜会在各个局部产生裂纹,膜层被一块一块地腐蚀掉;输出光功率整体趋势增大,但并没有特别急剧的增大现象;混凝土试块中的腐蚀实验中,输出光功率的变化复杂多变,但整体趋势还是一个增大的过程.

Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的腐蚀实验及传感特性研究

为了监测钢筋或各种埋地管线的腐蚀情况,提出了基于金属腐蚀敏感膜的光纤腐蚀传感器。介绍了Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的原理。为了寻找其传感规律,用同一浓度的腐蚀溶液对不同厚度的金属膜进行腐蚀。以金属膜被腐蚀掉的百分比作为横坐标来记录光输出功率的变化。通过对实验数据的分析,基本找到了电镀获得的Fe-C合金膜在腐蚀溶液中的腐蚀规律。

光纤光栅锈蚀传感器的Fe-C敏感膜制备方法优化

光纤光栅锈蚀传感器将光纤光栅传感技术优势应用于钢结构混凝土的耐久性长期监测。对于基于锈蚀敏感膜的光纤光栅锈蚀传感器而言,敏感膜的质量对传感器整体性能起着关键的作用。引入脉冲电镀方法制备Fe-C薄膜,通过薄膜厚度和质量测试、传感器锈蚀实验,优化了脉冲电镀制备参数,分析和比较了脉冲电镀与直流电镀的所制备薄膜的特点,以及所制备传感器的锈蚀行为和传感寿命。通过薄膜形貌、测定薄膜附着力等方法研究Fe-C锈蚀敏感膜性能,通过加速锈蚀实验分析比较各电镀时间得到的传感器锈蚀行为,从而得到最佳电镀时间参数,并且将其与直流电镀方法进行了全面的对比。对比实验表明,脉冲电镀方法得到的Fe-C薄膜的表面平整度和附着力,以及传感器的线性工作区间和传感寿命均优于直流电镀方法得到的薄膜和传感器。

光纤Fe-C敏感膜的制备及腐蚀传感规律的研究现状

介绍了Fe-C敏感膜光纤腐蚀监测传感器的原理及其应用,并重点介绍了Fe-C敏感膜的制备及传感器传感规律的研究,发现在腐蚀过程中输出光功率会明显增大,通过监测输出光功率的变化可以得到金属的腐蚀情况,最后提出了研究中需要解决的问题,并展望了其应用前景。

Fe-C-N合金板条马氏体的组织构成

采用适射电子显微镜对五种Fc—C—N合金的板条马氏体的束内和束界区进行详细的观察和分析。研究发现板条马氏体组织中存在填塞马氏体。板条马氏体组织是由一簇簇平行排列的大小板条,以及填充在马氏体板条间,束界和界隅内的不定外形的填塞马氏体和条间残余奥氏体薄膜或膜片所构成。

阶梯型Fe-C膜光纤腐蚀传感器的传感规律

为了增大金属敏感膜光纤腐蚀传感器的检测范围,提高传感器的检测能力,本文采用磁控溅射的方法在除去包层的多模光纤纤芯上制备了导电层,然后通过电镀的方法,制备了具有单层和阶梯型结构的Fe-C膜光纤腐蚀传感器,通过SEM、XRD等方法对Fe-C膜的微观结构进行了分析。通过光学测试,研究了光纤腐蚀传感器输出光强度的变化规律。结果表明,当Fe-C膜的厚度大于一个临界值时,膜腐蚀的初期光输出强度无明显变化,而小于临界值时,随腐蚀的发展,输出光强度逐渐增大。所考察的二层阶梯型Fe-C膜光纤腐蚀传感器在腐蚀检测时,具有两个光输出强度逐渐增大的过程。

光纤表面Fe-C敏感膜的制备及腐蚀行为研究

金属敏感膜的制备是金属敏感膜光纤传感器的研究重点,本文介绍了这类传感器的原理,并以磁控溅射制备Cr膜作为中间导电层、然后电镀的方法在光纤上制备了Fe-C敏感膜,对其结构和表面形貌进行了分析。通过1%HCl溶液的腐蚀实验发现,在腐蚀过程中输出光功率出现增大现象,而且不同厚度Fe-C敏感膜的光信号响应时间不同。通过微观的腐蚀过程连续观察发现,当敏感膜腐蚀到一定程度后,出现从光纤上脱落的现象。

Interface between metallic film from Fe-Ni-C system and HPHT as-grown diamond single crystal

Microstructures of surface layer (near diamond) of the metallic film from Fe Ni C system are composed of (Fe,Ni) 3C, (Fe,Ni) 23 C 6 and γ (Fe,Ni), from which it can be assumed that graphite isnt directly catalyzed into diamond through the film and there exists a transition phase (Fe,Ni) 3C that can decompose into diamond structure. AFM morphologies on the film/diamond interface are traces preserved after carbon groups moving from the film to diamond. The morphologies on the as grown diamond are similar to those on corresponding films, being spherical on (100) face and sawtooth like steps on (111) face. Diamond growth rates and temperature gradients in boundary layer of the molten film at HPHT result in morphology differences.

Nb对Fe-Mn-Al-C低密度钢显微组织及耐蚀性的影响

为探究Nb合金化对Fe-28Mn-10Al-C低密度钢显微组织和耐腐蚀性能的影响规律及作用机理,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段观察了Nb质量分数分别为0、0.3%、0.5%的试验钢微观显微组织和析出相特点;通过电化学极化测试与浸泡腐蚀法研究了Nb含量对试验钢在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响,并观察分析了腐蚀后的形貌特征及元素分布规律。结果表明,Nb合金化后的Fe-28Mn-10Al-C-xNb低密度钢中沿奥氏体晶界析出了fcc-NbC第二相,随着Nb质量分数由0增加至0.5%,试验钢中奥氏体晶粒尺寸由39.49μm减小到13.67μm,腐蚀电流密度由6.17×10^(-6) A/cm^(2)降低到6.31×10^(-7) A/cm^(2);在72 h的腐蚀周期内,腐蚀失重由5.750 mg/mm^(2)降至4.625 mg/mm^(2),表明Nb合金化细化了奥氏体晶粒尺寸,增强了电化学极化过程中试验钢表面稳定性,降低了电化学腐蚀速率,试验钢的耐腐蚀性能得到改善。经浸泡腐蚀后,试验钢表面生成氧化膜,且氧化膜与金属(O/M)界面处以Al氧化物为主;与不含Nb试验钢相比,加Nb试验钢O/M界面Al氧化物的偏聚更为明显,表明Nb能够促进腐蚀过程中试验钢表面Al氧化膜的形成,降低试验钢的腐蚀速率。通过试验研究所获得的数据和结论,可为进一步改善Fe-Mn-Al-C系低密度钢耐腐蚀性能提供理论依据与研究基础。