材料保护

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刘思奇, 肖明, 王煦

材料保护. 2021, 54(12): 1. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.031

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为进一步提高涂覆水性环氧树脂的45钢在重防腐蚀领域的防腐蚀能力，研究纳米ZrO2含量对水性环氧树脂复合涂层防腐蚀性能的影响规律，采用硅烷偶联剂KH550和钛酸酯偶联剂HY105分别改性纳米ZrO2，并将不同含量的2种改性纳米ZrO2添加至环氧树脂制成复合涂料涂覆在45钢表面，通过极化曲线和电化学阻抗谱研究涂层的防腐蚀性能，用扫描电镜(SEM)观察涂层的表面形貌。结果表明：硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂改性后的纳米ZrO2均可有效提高水性环氧涂层的防腐蚀性能，且最佳质量分数为1.0%，此时腐蚀电流分别达到0.294 4 μA/cm2和0.014 8 μA/cm2。此外，钛酸酯偶联剂改性后的复合涂层的防腐蚀性能在相同条件下优于硅烷偶联剂改性的复合涂层。与硅烷偶联剂改性后的复合涂层相比，钛酸酯偶联剂改性后的复合涂层孔分布更少、孔径更小。

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腐蚀环境中Q420qD钢十字接头的疲劳性能试验与数值研究

程海根, 胡聪

材料保护. 2021, 54(12): 5. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.028

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钢结构疲劳破坏是交变荷载长期作用下的结果，严重影响结构安全，尤其是腐蚀介质的存在，理论上就更加难以准确估计其破坏时间。采用试验和数值模拟方法，研究了腐蚀环境中Q420qD钢十字接头的疲劳性能。同时，基于S - N曲线法预测了十字接头的疲劳强度，并与相关规范进行对比分析。结果表明：角焊缝焊趾边缘位置含8个腐蚀坑的数值仿真结果与疲劳试验结果吻合度较高，其结果拟合S - N曲线可以作为处于腐蚀环境中10 a的十字接头疲劳寿命预估曲线；GJB 119规范设计曲线能够较好地预估疲劳寿命高于10万次循环的十字接头疲劳寿命，且安全储备较高。

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锆合金表面Cr涂层900～1 200 ℃氧化行为研究

杨红艳, 陈寰, 韦天国, 张瑞谦, 王昱

材料保护. 2021, 54(12): 13. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.033

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针对锆合金表面电弧离子镀技术制备的Cr涂层，开展了高温水蒸气环境氧化试验，研究了Cr涂层随氧化温度、时间的演化行为。利用立式高温水蒸气氧化装置测试了Cr涂层在900～1 200 ℃不同时间的抗高温氧化性能，通过扫描电子显微镜和能谱仪对氧化后样品的形貌和成分进行了表征。结果显示，随着氧化温度的升高，氧化膜生长速度逐渐变快，直至表面形成大量鼓包。氧化后，锆合金表面仍残留一定量的Cr涂层，残余Cr与锆基体界面结合质量良好。随着氧化温度升高、氧化时间延长，残余Cr涂层不断减薄，Cr涂层氧化增重速率逐渐增加，但未出现明显的加速现象。采用离子镀技术制备的锆合金表面Cr涂层具有优异的抗高温氧化性能，1 200 ℃、4.0 h高温水蒸气氧化后仍对锆基体具有较好的保护作用。

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模拟酸性土壤环境下镀锌钢 - 石墨接地装置的电偶腐蚀行为研究

张国锋, 彭明潇, 刘玲, 雷冰, 那超然, 务孔永, 陈彦青

材料保护. 2021, 54(12): 19. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.032

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针对“镀锌钢 - 石墨”接地装置在土壤环境下的电偶腐蚀问题，采用电化学测试和腐蚀仿真计算等方法，研究了在模拟酸性土壤溶液下镀锌钢材料与石墨的电偶腐蚀行为，分析了阴阳极面积比和介质电导率对电偶腐蚀强度和作用范围的影响。结果表明：土壤环境下石墨与镀锌钢之间存在显著的电偶作用，镀锌钢作为电偶阳极而加速腐蚀，实际工程中形成的“大阴极、小阳极”进一步加速了镀锌钢的腐蚀破坏；电偶腐蚀的作用强度和影响范围随土壤环境电导率的增加而增大。

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水膜对单晶铜三体磨料磨损影响的分子动力学模拟

朱和军, 施琴, 史银花

材料保护. 2021, 54(12): 25. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.027

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为了给材料化学机械抛光提供理论指导，从纳米和原子层面研究材料磨损的过程及机制。基于分子动力学方法，在微观尺度下研究了含水膜单晶铜的三体磨料磨损过程，探究了水膜对单晶铜三体磨损的过程影响。研究发现：一方面，在磨损过程中磨料的运动方式为滚动，随着载荷增加和水膜增厚，其运动方式有向滑动转变的趋势；且在相同条件下，这种转变的趋势会随着滑动速度的增大而增大。另一方面，水膜具有承重和润滑的作用，其存在对磨损有巨大影响。随着水膜的增厚，磨料和基体之间的正压力和摩擦力减小，基体内部位错线总长度减小。

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渗铝G115钢的制备及其在模拟煤炭超临界水气化中的腐蚀行为

李广忠, 王昊, 金辉, 李亚宁, 郭烈锦

材料保护. 2021, 54(12): 30. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.025

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为提高G115钢(9Cr-2.8W-3CoCuVNbBN)在煤炭超临界水气化环境下的抗腐蚀性能,开发出可应用于煤炭超临界水气化制氢发电多联产系统中的新一代抗腐蚀涂层材料。采用粉末包埋渗铝工艺,于温度560℃、保温4 h的工艺参数下,在G115钢基体表面制得相对致密完整的铝涂层,并对涂层进行了显微分析。随后将具有铝涂层的G115钢放置在650℃,26 MPa的模拟煤炭超临界水气化中进行高温腐蚀试验,并同时放置未处理的G115钢试样进行对比试验。经1000 h腐蚀后,取样进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等测试表征,并进行腐蚀增重研究。G115钢经渗铝后得到涂层厚度约26μm,涂层主要组成元素为Fe和Al。腐蚀后无涂层试样的产物为典型的多层结构,最外层为铁氧化物层,中间为混合氧化物层,最里层为富铬层;而铝化涂层样品的腐蚀产物由最外层Fe-Al、中间层混合氧化物层、内层富铬层组成。经过腐蚀行为对比,发现G115钢试样在模拟煤炭超临界水气化中的腐蚀增重24.44 mg/cm2,铝化涂层的G115钢试样在该工况的腐蚀速率约为1.669 mg/cm2。综合分析表明,铝涂层可有效地提高G115钢在煤炭超临界水气化中抗腐蚀性能。

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含环焊缝圆形气孔缺陷的管道极限承载能力分析

陈传胜, 刘艳军, 于海安, 罗云怀, 张帆, 张作鹏

材料保护. 2021, 54(12): 36. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.030

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圆形气孔缺陷在天然气站场管道环焊缺陷中占比最高，严重影响了天然气管道的安全运行及完整性管理。针对中石化川气东送的7个天然气站场中含圆形气孔缺陷较多的几种典型管道，建立有限元模型，分析了基本载荷条件下不同径厚比及不同气孔缺陷位置的管道等效应力分布。研究表明：管道径厚比越大等效应力越大，圆形气孔缺陷越靠近管道内壁等效应力越大，管道越危险。在应力分析的基础上计算了不同影响因素下圆形气孔缺陷管道的极限承载能力，影响管道极限承载能力的因素主要为管径、壁厚及气孔缺陷尺寸，气孔缺陷的位置对极限承载能力的影响很小，并给出了适用天然气站场的含环焊缝圆形气孔缺陷管道的极限内压预测公式。

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基于WBE阻抗技术研究缓蚀剂对碳钢管道垢下腐蚀的抑制行为

闻小虎, 石鑫, 吴雨乐, 蔡光义, 董泽华

材料保护. 2021, 54(12): 42. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.029

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基于碳钢丝束电极(WBE)与定频电化学阻抗技术，研究了不同缓蚀剂对碳钢沉积物下腐蚀的抑制机制。研究表明，由于葡萄糖酸锌对沉积物的低渗透性导致其只能在裸电极上形成保护膜，反而强化了沉积物垢内外的电偶效应，使垢下局部腐蚀更为严重；相反，

能够渗透至沉积物内部，从而垢层内外电极均形成了保护。但由于

在沉积物中的扩散速率受限，可能会导致沉积物下的局部浓度不够，在部分丝束电极表面形成了点蚀。基于WBE的定频阻抗、表面电位与电流扫描表明：碳钢丝束电极的腐蚀速率与电位、电流以及阻抗面分布具有较好的一致性，可以准确反映沉积物下的局部腐蚀程度，因此WBE阻抗扫描是一种有效的垢下腐蚀监测方法。

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烧结 - 溶解法制备铝基纳米复合泡沫材料的性能及耐腐蚀行为研究

吕刚磊, 朱永刚, 张静

材料保护. 2021, 54(12): 49. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.026

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为研究铝基纳米复合金属泡沫材料的性能及其腐蚀行为，首先，采用粉末冶金烧结 - 溶解工艺(SDP)制备了不同相对密度(孔隙率)的Al基Al2O3纳米颗粒增强复合金属泡沫材料，并以NaCl颗粒作为填充剂，研究了纳米颗粒增强剂和不同数量的NaCl空隙保持剂(对应不同的孔隙率)对样品微观结构、形貌、密度、硬度和电化学性能的影响。结果表明：随着相对密度从60%增加到70%，泡沫材料的壁厚从200 μm增加到300 μm，导致孔径减小。此外，纳米颗粒增强剂的加入和相对密度的增加导致了泡沫金属硬度的提高。电化学测试结果表明，增加Al2O3含量可以降低腐蚀速率，但增加孔隙率则可以提高腐蚀速率。

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羽毛球拍框用6063铝合金表面三价铬转化膜的性能研究

赵晶晶, 于得水, 朱永强, 刘永豪

材料保护. 2021, 54(12): 55. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.020

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羽毛球拍框用AA 6063铝合金其表面采用三价铬转化膜是目前替代六价铬转化膜最具前景的绿色处理工艺。为明确三价铬转化膜在羽毛球拍表面改性的作用，采用高分辨电子显微镜、能谱仪及经典电化学测试手段研究了三价铬转化膜的表面形貌、组分及电化学性能。结果表明：经机械研磨和抛光的铝合金表面存在富铁和锰的二次相颗粒，其表面的转化膜相较于没有颗粒相基体的成膜较厚，且整体均一性和致密性良好；铝合金表面三价铬转化膜的电化学阻抗比没有转化膜的铝合金提高了近2倍，且其较低的电容值与其致密的转化膜结构密切相关。

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Q245R钢在高含Cl^-塔河模拟油田水中的腐蚀行为研究

高秋英, 贺三, 杨耀辉, 刘强, 杨祖国, 孙海礁, 张家骥, 张重德

材料保护. 2021, 54(12): 59. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.022

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针对塔河油田站内容器设备在高矿化度环境中的腐蚀情况，采用失重法和电化学测试方法，研究了3种Cl-浓度下Q245R钢在塔河油田模拟水中的腐蚀行为。结果表明：在H2S/CO2环境中，随着Cl-浓度的增加， Q245R钢的腐蚀速率先减小后急剧增大；高Cl-浓度下，腐蚀产物膜中S元素的原子分数有所增加，而O元素的原子分数先增加后急剧减少，此时腐蚀产物不具有保护性；在3种Cl-浓度条件下，均匀腐蚀速率均大于0.25 mm/a，评级为极严重腐蚀。由此可见，Q245R钢在高含Cl-的塔河模拟水中不具备抗腐蚀能力。

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B₄C加入量对Fe - Cr - C - B堆焊合金耐磨性的影响

吉文哲, 王守忠

材料保护. 2021, 54(12): 64. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.024

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为了提高Fe - Cr - C - B堆焊合金的耐磨性，采用自制的药芯焊丝和CO2气体保护焊法分别制备了B4C加入量为0～7.0%的Fe - Cr - C - B系堆焊合金试样，并采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计、光谱分析仪、磨损试验机等研究了B4C加入量对其显微组织和耐磨性的影响规律。结果表明：添加了B4C的堆焊合金均由板条马氏体+残余奥氏体基体和初生(Fe,Cr)7(C,B)3+共晶(Fe,Cr)3(C,B)组成。初生硼碳化物的形状为不规则六边形, 共晶硼碳化物为粒状+针状。随着B4C加入量的增加，马氏体含量增加，残余奥氏体含量减少,晶粒细小化，基体面积减少；初生硼碳化物数量增加，体积增大，宏观硬度从53 HRC提高到61 HRC，耐磨性呈倒“√”型变化。当B4C 加入量为5.6%时，堆焊合金的综合性能最佳，硬度相对未加B4C的提高了6 HRC,耐磨性提高了36%。体积大小适中、分布较为均匀、尺寸较为细小、硬度较高的硬质相与强韧性较好的基体组织配合得当，是其耐磨性提高的主要原因。

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TC1与1Cr11Ni2W2MoV紧固件的防电偶腐蚀设计研究

龙开琳, 刘风坤, 朱化强

材料保护. 2021, 54(12): 72. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.023

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为获取电偶对腐蚀特性、以合理设计防电偶腐蚀方案，通过酸性盐雾试验、周期浸润试验对不同表面处理的TC1 - 1Cr11Ni2W2MoV电偶对进行电偶腐蚀研究，采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电化学工作站对试样的表面形貌、元素含量、自腐蚀电位及电偶电流等进行分析。结果表明：TC1 - lCrllNi2W2MoV(镀Cu)的腐蚀速率最小、腐蚀程度最弱，试样表面镀层的完好性能极大地增强了电偶对的抗腐蚀能力；电偶对与lCrllNi2W2MoV试样对酸性环境较为敏感，随着H+浓度的增加，自腐蚀电位降低，电偶电流密度增大。腐蚀机理为电偶对间主要发生电偶腐蚀，并伴随缝隙腐蚀。研究表明，镀Cu和镀Cd试样还存在微电偶腐蚀。据此设计出了TC1 - lCrllNi2W2MoV结构防电偶腐蚀方案。加入缓蚀剂后，试样腐蚀程度明显减弱，证明该防电偶腐蚀设计方案有效。

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海水环境中304不锈钢螺栓腐蚀及使用寿命研究

邱萍, 孙绪鲁, 修林冉, 程梦鹏, 黄留群

材料保护. 2021, 54(12): 79. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.021

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为了研究海水环境中油气运输管道304不锈钢螺栓连接件腐蚀状况及预测其使用寿命，通过将直径为6 mm的304不锈钢螺栓偶接在Q235钢板上，在模拟海水中分别腐蚀3，6，9，12个月后，利用电化学工作站对其腐蚀特征进行观察分析；利用拉曼光谱仪对螺栓表面锈蚀产物成分进行分析；利用扫描激光共聚焦显微镜对螺栓表面点蚀坑进行深度测量并记录其微观形貌。试验结果表明：304不锈钢螺栓在海水中的腐蚀产物主要为Fe3O4、α - FeOOH、α - Fe2O3、γ - Fe2O3、γ - FeOOH；随着螺栓腐蚀时间的增长，螺栓表面的耐蚀性逐渐下降，但当腐蚀时间过长时，螺栓表面的锈蚀物变得更加致密，对螺栓起到一定的保护，减缓了螺栓腐蚀速率；利用Gumbel极值分布法预测螺栓的使用寿命为24.83 a，与实际的使用寿命接近。304不锈钢螺栓在海水环境中也具有较强的耐腐蚀能力。

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含碘抗菌铝合金功能性阳极氧化膜的综合性能研究

赵亚峰

材料保护. 2021, 54(12): 86. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.019

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利用碘元素极强的抗菌能力和铝阳极氧化膜多孔的特性，采用电化学方法将碘和聚乙烯吡咯烷酮碘沉积于铝阳极氧化膜的微孔中和表面上，采用能谱仪成分分析、耐沸水、耐碱、耐盐、气候老化和抗菌性等性能测试方法考察了所得氧化膜的耐蚀性和抗菌性能。结果表明：碘和碘的配合物紧密结合在铝合金阳极氧化膜的孔洞内及表面，其存在抗菌性能的同时还增加了阳极氧化膜的耐腐蚀性；抗菌材料对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌抗菌性能率达到99.99%；通过机理分析显示缓慢释放出的碘使其具有持久抗菌作用。该技术可以使处理后的铝型材具有较强的抗菌性能，从而拓宽铝型材在医疗器械、特殊建筑场所、家电、食品加工和日化等领域的使用范围。

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H13钢激光熔覆Ni60A/WC复合涂层的硬度及耐磨性研究

韩成府, 许培鑫, 马伟伟, 孙玉福

材料保护. 2021, 54(12): 90. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.017

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为提高热作模具钢H13钢(4Cr5MoSiV1)的表面硬度及耐磨性，采用激光熔覆方法在H13钢表面制备Ni60A/WC复合涂层，通过SEM、EDS和XRD等方法观察分析熔覆层显微组织及物相组成，并测定熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。试验结果表明：Ni60A熔覆层微观组织呈现从底部到顶部逐渐细化趋势,硬质相WC含量的增加使Ni60A/WC复合涂层中短柱状及岛状组织不断粗大。Ni60A熔覆层主要组成相包括γ - (Ni,Fe)、FeNi3、Ni2.9Cr0.7Fe0.36、Cr5B3和Cr23C6等，添加WC后熔覆层出现了Cr3C2、W2C和WC等硬质相。随WC含量增加，熔覆层显微硬度和耐磨性均逐渐提高，Ni60A/15%(质量分数)WC硬度达到1 116.2 HV1.96 N，平均磨损失重为9.6 mg，以磨粒磨损为主，磨损形貌中犁沟逐渐减少、变浅变窄，微观切削作用减小，耐磨性提高，Ni60A/15%WC耐磨性较好。综合分析，Ni60A/15%WC复合涂层的综合性能较好。

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电弧离子镀工艺参数对Cr涂层沉积及性能的影响

杨红艳, 韦天国, 张瑞谦, 王昱, 陈寰

材料保护. 2021, 54(12): 97. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.018

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为研究工艺参数对Cr涂层沉积及性能的影响，采用多弧离子镀技术在Zr - 4合金表面制备Cr涂层，利用正交试验设计合理的弧电流、偏压、气压试验条件表，重点分析了工艺参数对Cr涂层质量、沉积速率及性能的影响。利用室温拉伸试验测试涂层的膜基协同变形能力，利用1 000 ℃、60 min空气中氧化试验测试Cr涂层的耐高温氧化性能。结果表明：Cr涂层主要以沿锆基体法向择优生长的柱状晶为主，气压对Cr涂层的沉积速率影响最大，弧电流对室温拉伸后涂层表面线状撕裂密度的影响最明显，偏压对Cr涂层的表面粗糙度和耐高温氧化性能影响最大。因此，设计合理的工艺参数，可获得综合性能优异的Cr涂层。

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变频超声对纳米金属陶瓷复合电沉积层组织及性能的影响

李智, 宋万彤, 陈伟荣, 葛毓立

材料保护. 2021, 54(12): 104. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.015

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为了研究不同功率超声频率及其作用方式对复合电沉积层组织结构及性能的影响规律,采用功率超声辅助电沉积在合金钢表面制备了纳米镍基金属陶瓷复合层,通过形貌及组织结构观察硬度及电化学行为测试等手段研究了不同功率超声频率及其作用方式对复合电沉积层组织结构及性能的影响规律。结果表明:采用功率超声(超声频率为45 kHz与80 kHz,作用方式为20 s∶10 s)辅助电沉积获得的纳米金属陶瓷复合沉积层表面均匀致密,纳米镍晶粒择优取向为低表面能的(111)密排面,晶粒直径小于30 nm,纳米氮化钛粒子在沉积层中均匀分布,沉积层表面硬度提高2倍以上,沉积层结合强度为203.71 MPa,沉积层腐蚀电流密度较基体降低1个数量级。通过改变功率超声频率可以有效减少纳米金属陶瓷粒子团聚,制备出具有良好综合性能的纳米复合电沉积层。

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硫酸盐型滚镀厚铜研究

叶成茁, 丁运虎, 徐九生, 方小立, 曹先博, 毛祖国, 黄兴林, 王柱元, 黄朝志

材料保护. 2021, 54(12): 111. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.014

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为满足被动电子元器件滚镀厚铜的要求，开发了一种适合常温下操作的硫酸盐型滚镀厚铜工艺。采用化学和电化学试验，确定了光亮剂的基本组成和工艺参数。测试结果表明: 该工艺可在25～35 ℃、电流密度0.5～2.5 A/dm 2 的条件下滚镀操作，镀液稳定性好，电流效率高，分散能力和覆盖能力优良; 滚镀的合金电阻镀层厚度分布均匀,无延伸; 获得的镀层均匀光亮，厚度≥100 μm，光泽度≥600，镀层纯度高，抗变色能力好，焊接性能优良。

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石墨烯与离子液体复配所得导电脂的导电及润滑性能研究

胡亦超, 夏延秋

材料保护. 2021, 54(12): 115. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.016

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为了获得具有良好导电性以及弱腐蚀性的电力复合脂，以含3%(质量分数，下同)、5%、7%锂盐的离子液体为基础油分别制备离子液体润滑脂，并进一步制备含0.1%(质量分数，下同)、0.2%、0.3%石墨烯粉末添加剂的导电润滑脂。对以上各润滑脂分别进行理化性能、导电性能以及润滑性能的测试及分析。结果表明：离子液体中锂盐含量或润滑脂中石墨烯浓度的增加均会导致润滑脂滴点升高，锥入度减小；而提高锂盐含量会使润滑脂对铜片的腐蚀性增强。在较低锂盐含量(3%和5%)的润滑脂中，加入石墨烯可有效降低体积电阻率和接触电阻。当石墨烯浓度为0.2%时，各较低浓度离子液体的润滑脂均得到最小的摩擦系数，在多数情况下获得较小的磨痕宽度，具有较好的减摩抗磨作用以及良好的理化性能与导电性能。石墨烯浓度达到0.3%时，润滑脂过大的黏度使其导电性急剧下降，且同时使其减摩抗磨性能变差。

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正交优化法制备一种耐高温腐蚀涂料

徐景雨, 张爱黎, 郭浩然, 袁志华

材料保护. 2021, 54(12): 122. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.008

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为改善设备在高温使用过程中受到外界环境侵蚀的问题，制备了一种以环氧E - 44为基料、石墨等为颜填料的耐高温腐蚀涂料。涂层以热失重、烧结前后的腐蚀电流密度共同作为评价标准，在单因素试验的基础上进行正交优化试验，利用综合评分法对所获正交9组结果进行优化分析。试验结果表明，当颜基比为2.5∶1.0、石墨用量为35%、CaF2用量为26%、玻璃鳞片用量为20%时漆膜可耐300 ℃的高温，200 ℃下的热失重率仅为2.76%。借助激光共聚焦显微镜观察了涂层在烧结前后的形貌，利用热分解动力学方法得出该涂层受热分解时所需活化能为78.67 kJ/mol，说明制备的涂料具有优良的热稳定性。优化配方下的漆膜在烧结前后的附着力和耐蚀性均符合相应的国家标准要求。

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镀锌板水性含氟树脂涂层的复合性能

吴鲲魁, 白金锋, 张岩, 刘洋

材料保护. 2021, 54(12): 128. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.012

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应用无机和有机组分制得的镀锌板用复合钝化液，涂层综合性能仍差于铬酸盐，尤其是有耐高湿性和润滑复合性能较差的问题。为解决该问题，通过对2种试剂的对比分析，研制了一种以水性含氟树脂为封闭剂，水性丙烯酸树脂为主成膜物质，偏钒酸氨辅助成膜的钝化剂。SEM形貌、红外光谱和中性盐雾试验性能测试结果表明，形成的钝化膜均匀致密、水溶性好，具有较好的耐高湿与自润滑性能。

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汽车用冷轧HSLA钢带涂装性能的研究与分析

康华伟

材料保护. 2021, 54(12): 132. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.013

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为了研究冷轧低合金高强钢带的涂装性能，尤其是免中涂工艺的涂装表面质量，对HC260LA、HC340LA和HC420LA 3个典型牌号汽车钢进行电泳前后的表面粗糙度、磷化后结晶细度、划格与耐冲击附着力、1 000 h耐中性盐雾等测试。结果表明：电泳前钢带表面粗糙度Ra为0.96～1.42 μm，电泳后Ra为0.28～0.41 μm；磷化后钢带表面结晶细度尺寸为3.49～5.54 μm；电泳后经划格与耐冲击试验钢带均无开裂脱落现象，附着力达到0级；电泳后1 000 h耐中性盐雾钢带的划痕单边扩蚀宽度为0.31～0.76 mm，各项指标均能满足标准及汽车主机厂的要求。

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基板形貌对0.5 g/m²镀层电镀锡板耐蚀性的影响

周保欣, 徐海卫, 方圆, 石云光, 胡建军

材料保护. 2021, 54(12): 137. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.010

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为了开发具备一定耐蚀能力的低锡铁，通过实验室模拟电镀和生产线工业试验，研究了基板形貌对0.5 g/m2镀层镀锡板耐蚀性的影响。结果表明：轧制纹路模糊、无较深凹坑、表面平缓的基板电镀后镀层分布更均匀，耐蚀性更好；对于低锡铁，三维轮廓参数峰度Sku、偏斜度Ssk相比Ra更适用于评价基板的表面形貌。

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铝合金筒体焊接工艺仿真分析

陈奕汐, 毛艳蕾, 王轩

材料保护. 2021, 54(12): 141. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.011

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某型号筒体在实际加工生产中存在焊后变形量过大的问题。为解决该问题，建立了筒体焊接的三维有限元计算模型，采用Simufact仿真得到焊后变形的结果，验证了计算模型的准确性，并进一步利用Simufact工艺链仿真，研究了焊前强化以及焊后热处理工艺对筒体变形的改善作用。结果表明：焊前强化及焊后热处理对焊接变形的优化极为显著，可以应用在实际加工生产中。

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航空发动机防钛火涂层中封严涂层的制备与性能评价研究进展

马瑞, 刘梅军

材料保护. 2021, 54(12): 145. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.009

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可磨耗封严涂层作为一种气路封严技术，可有效控制航空发动机转动件和静止件之间的间隙，既可减少油耗、提高发动机效率，还是压气机防钛火涂层中的重要结构层。总结了应用于航空发动机压气机的中低温封严涂层研究状况，在阐述涂层材料设计与选择方法的基础上，分别从涂层的可磨耗性、与基体热循环匹配性、抗冲蚀性、抗氧化性与抗腐蚀性几方面分析了可磨耗封严涂层在防钛火涂层应用方面尚存在的问题，并面向先进航空发动机压气机防钛火涂层对可磨耗涂层的需求，提出了可磨耗涂层在材料成分优化、可磨耗性评价以及环境适应性评价方面需要进一步开展的工作，为高性能防钛火可磨耗封严涂层的设计和应用提供了参考。

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有机固体润滑涂层的研究进展

乔红斌, 张大伟, 田雪梅, 金玲

材料保护. 2021, 54(12): 153. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.007

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结合有机涂层的主要特点，对比分析了4类碳素材料(石墨、金刚石、石墨烯和碳纳米管)、4类纳米氧化物(二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锌)、碳化物和氮化物对涂层摩擦磨损和力学性能的改善，系统对比概述了有机固体润滑涂层的研究进展。在此基础上，提出了有机固体润滑涂层未来的研究方向。

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高速铁路对埋地管道交流干扰数值模拟研究进展

陈乐, 杜艳霞, 梁毅

材料保护. 2021, 54(12): 158. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.006

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高速铁路的大规模建设对埋地管道造成了严重的交流干扰。高速铁路对埋地管道交流干扰问题与高铁供电方式、机车运行状态等密切相关，其影响范围广且呈现动态变化特征，研究难度大，数值模拟计算技术为该问题的研究提供了一种解决办法。综述了近年来数值模拟计算在高速铁路动态交流干扰模型的建立、干扰规律研究和干扰缓解计算等几个方面的应用与发展。对目前高铁动态交流干扰模拟计算存在的问题进行了总结，并对未来的发展方向进行了展望。

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荧光渗透液废水处理技术综述

余泽洋, 魏立安, 黄根根, 魏喆, 陈锦华

材料保护. 2021, 54(12): 167. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.004

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对精密金属元件的无损探伤检测工作过程中，会产生大量的荧光渗透液废水。这种荧光渗透液废水污染物浓度高、成分复杂、破乳难度大，属于可生化性差的高浓度难降解有机废水，而且会给生产企业带来环境保护方面的压力。介绍了荧光渗透液废水处理技术在国内外的应用情况，涉及物理、化学、物理化学、生物等处理方法；并根据工程应用情况，列举了氧化 - 混凝 - 生化处理、化学药剂破乳 - 高级氧化 - 生化处理以及膜过滤系统等常用的组合处理工艺，指出应用组合处理工艺可以大幅提高对荧光渗透液废水的处理效率，COD去除率可达96%以上，从而实现绿色生产。

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固体粒子冲蚀理论及评价方法的研究进展

郝贠洪, 张飞龙, 郭鑫, 吴日根

材料保护. 2021, 54(12): 173. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.003

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固体粒子冲蚀是造成工业结构失效和材料破坏的重要原因之一，理解其损伤机理对防治工程材料的损害具有重要意义。综述了当前主流的固体粒子冲蚀理论及评价方法，分析了现有固体粒子冲蚀理论及评价体系的特点和内在联系，提出了分形评价方法以补充现有固体粒子冲蚀评价体系，最后探讨了未来固体粒子冲蚀研究可能的发展方向。

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含硫油气集输管道内腐蚀检测方法研究

王锋, 何仁碧, 韩彬, 闻亚星, 陈金忠

材料保护. 2021, 54(12): 183. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.005

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基于漏磁内检测基本原理，通过漏磁内检测得到的漏磁信号发现部分被检测的天然气湿气输送管道存在大面积腐蚀和部分管段不同钟点方位金属损失程度较大的现象，结合相控阵方法和对现场的开挖验证，判定某一大面积腐蚀管段机械强度已无法满足当前运行压力，并作换管处理。检测结果表明：管道长时间受湿H2S环境下，内表面有大量蚀坑，内壁出现疏松层，并出现剥落、脱离、分层现象。此类管道应该严格控制输送的天然气水露点，同时定期清管排除管内积液和泥沙，并设置腐蚀监控点，定期进行壁厚测试。

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某核电厂循环水管牺牲阳极工艺保护电位异常分析

张瑞祥, 姚尧, 余俨, 孙文钊, 左创举, 武方杰

材料保护. 2021, 54(12): 187. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.002

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某核电厂循环水管道外表面防腐蚀采用双层环氧煤沥青涂层和镁合金牺牲阳极工艺，从2018年起开始对牺牲阳极4个测试桩进行定期检测，发现牺牲阳极保护电位在-0.70 V左右，保护电位发现异常现象，说明循环水管道处于欠保护状态，循环水管道有潜在的腐蚀风险。为此，在核电厂现场开挖了1个循环水管的镁合金阳极块，从管道特性阳极系统的设计核算，镁合金阳极块的化学成分和电化学性能等方面进行了测试分析。结果表明：阳极设计符合标准要求，镁阳极块的化学成分和电化学性能均不合格。最后分析了保护电位异常的可能原因，提出了相应的建议。

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SKIKDA炼厂穿路地管腐蚀防护问题分析及对策

郭超, 韩长军, 魏小平, 庞文清, 马晓东

材料保护. 2021, 54(12): 191. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.12.001

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为确保穿路段埋地管线腐蚀防护效果，结合阿尔及利亚SKIKDA炼厂区域穿路管线的腐蚀情况，总结并分析了穿路段地管发生腐蚀的主要原因及应对措施。研究结果表明：敷设方式、涂层类型、绝缘效果、套管结构、阴极保护设计等因素都会对穿路段地管的防腐蚀造成显著影响。为保证穿路地管的防腐蚀效果，应尽量避免穿越段管线走向突变造成腐蚀性介质沉积。在应力核算通过的情况下尽量避免使用套管，以避免套管内腐蚀介质积聚并对阴极保护电流产生屏蔽；保证穿路段地管与地上管线或管托与管墩之间的绝缘，以避免阴极保护电流流失。在无法对地上管线和管墩进行有效绝缘隔离的情况下应采用多种途径补加阴极保护，并同时兼顾钢筋混凝土阴极保护要求。

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2021年, 第54卷, 第12期　刊出日期：2021-12-15

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