材料保护

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王志辉, 古一, 简忠武

材料保护. 2022, 55(5): 1-9. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0117

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为改善WC - CoCr涂层的耐磨性能，采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度仪、摩擦试验机等，研究了超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备的WC - CoCr涂层经不同温度真空热处理后的相结构、显微组织、硬度以及摩擦磨损性能。结果表明：涂层经600 ℃热处理的相组成与未热处理的一致，但当热处理温度在750 ℃及以上时，涂层中生成Co6W6C相和Co25Cr25W8C2相，且热处理温度越高，上述两相含量越多。随着热处理温度的升高，涂层孔隙率先减小后增大、涂层硬度先升高后下降，其中在750 ℃×1 h热处理时涂层硬度达到最大值1 535 HV0.5 N；涂层平均摩擦系数先迅速下降后趋于稳定，与未热处理涂层的平均摩擦系数相比，当热处理温度在750 ℃及以上时下降了约51.8%；涂层磨损率呈现出先快速下降后升高的趋势，涂层经750 ℃热处理后的磨损率最小，约为1.91 μg/m，与未热处理涂层相比，下降了约93.9%。

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2种FeCr基高速电弧涂层的组织和耐磨性能对比研究

钱维兴, 李杰, 盛耀飚, 刘成威, 覃恩伟, 陈国星, 陆海峰, 魏少翀, 尹嵩, 吴树辉

材料保护. 2022, 55(5): 10-17. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0118

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针对电站锅炉受热面管、风机等构件的耐磨应用场景，应用了不同碳及稀土元素含量的2种FeCr基涂层材料，通过高速电弧喷涂技术在基体20G钢上制备涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、白光干涉仪系统表征涂层微观形貌及相组成，通过维氏显微硬度、拉伸结合强度、球 - 盘摩擦磨损试验检测涂层的力学及耐磨性能。结果表明：2种涂层微观结构均呈典型的层片状结构，由于硼、碳等硬质相元素分布于FeCr固溶体中，使得涂层的硬度远高于基体。高碳含量及稀土元素的添加使得涂层孔隙率由2.22%±0.47%降低至0.92%±0.13%，硬度从(8.05±0.53) GPa增加至(10.47±0.68) GPa，磨损质量损失降低40%。从涂层的磨损形貌来看，高硬度及低孔隙率使得磨损机制由黏着磨损转化为磨粒磨损。通过FeCr基涂层对磨损表面进行防护，可以有效解决电站锅炉部件的磨损问题，保证锅炉机组的安全稳定运行。

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Si含量对氩弧熔覆AlCuFeNiCoSi_x高熵合金涂层组织及性能的影响

时海芳, 李强, 刘忆

材料保护. 2022, 55(5): 18-22. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0119

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高熵合金具有独特的相结构和优异的性能。采用氩弧熔覆技术在Q235钢上制备AlCuFeNiCoSix高熵合金涂层，探究Si对AlCuFeNiCo高熵合金涂层组织、硬度与耐磨性的影响。结果得出：高熵合金涂层仅由BCC和FCC相结构组成，并没有复杂相出现，随Si含量增加，BCC结构衍射峰强度先减小再增加，组织主要为树枝晶组织，随Si含量增加，枝晶组织先变成棒状枝晶，然后又变成细小致密且不均匀。涂层硬度先减小后增大，然后又减小，当x=0.75时硬度最高，达到62.5 HRC。加入Si含量0.75的涂层耐磨性比未加入Si涂层的提高了26.3%。

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石墨和MoS₂对AerMet100基复合材料摩擦学性能的影响

苟州, 李长生, 张号, 季琳琳

材料保护. 2022, 55(5): 23-28. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0120

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为了提高AerMet100钢的摩擦学性能，以AerMet100钢粉为基体，添加MoS2和石墨为固体润滑剂，采用粉末冶金工艺制备石墨/MoS2/AerMet100复合材料；使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)分析试样的微观形貌、相组成和元素含量，使用HT1000高温摩擦磨损试验机测试复合材料的摩擦学性能；研究了MoS2和石墨含量对AerMet100基复合材料力学性能和摩擦学性能的影响，探讨了其减摩耐磨机理。结果表明：随着石墨含量的增加，复合材料的力学性能和摩擦学性能下降。当添加质量分数6.0%MoS2和2.0%石墨时，AerMet100基复合材料的摩擦学性能最优，这主要归因于硬质相碳化物和润滑相硫化物的生成。

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TiN与DLC涂层在船用低速柴油机柱塞上的应用研究

钟航, 王永坤, 秦洪, 杨静, 刘惠娥, 刘承建, 涂天华, 陈超, 宁伟超, 苏永要

材料保护. 2022, 55(5): 29-34. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0121

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为提高船用低速柴油机柱塞的耐磨性和柱塞偶件使用寿命,采用离子镀技术与多弧磁控耦合镀膜技术分别在柱塞上涂覆了TiN涂层和DLC涂层。利用扫描电镜(SEM)、轮廓仪和X射线衍射仪(XRD)技术表征了TiN与DLC涂层的微观形貌、表面粗糙度及物相组成,采用纳米压痕仪检测了TiN与DLC涂层的纳米硬度及弹性模量;运用划痕法和压痕法测试了TiN和DLC涂层的结合力,通过往复磨损试验考察了这2种涂层在空气中与在重柴油环境下的摩擦系数,同时结合光学显微镜定性评判TiN和DLC涂层磨损程度,通过台架试验评价了TiN涂层与DLC涂层柱塞的实际磨损情况。结果表明:这2种涂层晶体生长良好、结构连续致密,均未出现分层、开裂及剥离的现象,DLC涂层相对光滑,粗糙度R;为0.10μm,而TiN涂层R;为0.16μm;DLC涂层表面纳米硬度、弹性模量及泊松比均高于TiN涂层;无论在空气中还是重油环境下,TiN涂层摩擦系数均高于DLC涂层,耐磨性低于DLC涂层;台架试验后TiN涂层柱塞表面出现比较明显的平行状沟槽磨痕,而且整体磨损比较严重,而DLC涂层柱塞表面的磨痕非常窄并且浅,不易被发现,进一步证明DLC的耐磨损性能更优越。

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多弧离子镀TiAlCrN薄膜的制备及其抗氧化性能研究

付泽钰, 王天国

材料保护. 2022, 55(5): 35-40. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0122

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为提高模具钢表面性能，延长模具钢使用寿命，采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面制备TiAlCrN薄膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究氮氩流量比对TiAlCrN薄膜的表面形貌、物相组织、硬度、结合力、高温抗氧化性能的影响。研究表明：随着氮氩比的增加，TiAlCrN薄膜表面大颗粒数量先增加后减少，硬度、结合力、高温抗氧化性能先增强后减弱；在氮氩比为8∶2时，TiAlCrN薄膜具有最优性能，氧化前的薄膜硬度达到最大值2 700 HV0.5 N，膜基结合力达到最大值26 N，高温抗氧化性能达到最优。

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不同典型大气环境下的Q500qENH耐候桥梁钢锈层稳定化水处理工艺适用性的研究

于强, 王舒蕊, 范益, 蔡佳兴, 王青峰

材料保护. 2022, 55(5): 41-47. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0123

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对7个不同地点的Q500qENH钢进行为期8周的锈层稳定化水处理试验，确定Q500qENH钢最佳的锈层稳定化水处理工艺的适用性。结果表明：随锈层稳定化处理周期的延长，试样的失重和腐蚀减薄量均增加，腐蚀速率呈现下降趋势，试样表面锈层颜色从橘黄色向棕色转变，锈层厚度逐渐增加；电化学分析结果表明，随着处理周期延长，试样的自腐蚀电流密度下降和自腐蚀电位正移；X射线衍射(XRD)分析结果表明，随着处理周期的延长非稳定相物质(γ - FeOOH)逐渐向稳定相物质(α - FeOOH) 转化，稳定相(α - FeOOH)所占比例逐渐增大。基于以上结果，Q500qENH耐候钢在3种典型地点采用不同的锈层稳定化水处理工艺，可经4～6周处理后形成较稳定的锈层。

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1,2 - 二苯基 - 1H - 咪唑[4,5 - f][1,10]邻菲罗啉新型缓蚀剂对低碳钢的缓蚀性能研究

吕艳丽, 陈娟霞, 王艳秋, 李晓, 汪琦, 金辉

材料保护. 2022, 55(5): 48-56. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0124

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为提高邻菲罗啉系列缓蚀剂的缓蚀性能及适用范围，从分子设计角度出发，合成了一种1,2 - 二苯基 - 1H - 咪唑[4,5 - f][1,10]邻菲罗啉(HIP)新型缓蚀剂，采用失重法、电化学法和扫描电镜研究了其在盐酸介质中对低碳钢的缓蚀作用和在低碳钢表面的吸附行为，分析了缓蚀剂分子的吸附热力学，并通过量子化学理论计算研究了缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的关系。结果表明：合成的1,2 - 二苯基 - 1H - 咪唑[4,5 - f][1,10]邻菲啰啉(HIP)在1 mol/L盐酸溶液中对低碳钢具有良好的缓蚀性能， 40 ℃、缓蚀剂浓度为1.0 mmol/L时其缓蚀效率为97.0%；该缓蚀剂在低碳钢表面的吸附为放热反应过程、遵循朗格缪尔等温吸附；低碳钢表面的标准吉布斯自由能ΔG0ads=-40.5 kJ/mol，说明缓蚀剂在低碳钢表面的吸附为化学吸附；动电位极化曲线显示该缓蚀剂为同时抑制阴极和阳极的混合型缓蚀剂，但阳极极化在-300 mV以后其腐蚀电流密度基本无变化；量子化学理论计算值与试验结果一致。

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堆焊层数对热丝脉冲TIG堆焊Inconel 625的腐蚀性能研究

欧阳志英, 朱威, 任飙

材料保护. 2022, 55(5): 57-62. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0125

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为了研究热丝脉冲TIG(惰性气体钨极保护焊)堆焊不同层数Inconel 625后堆焊层的腐蚀性能差异，在20钢基体表面分别堆焊单层和双层Inconel 625，通过电化学试验、晶间腐蚀试验和EDS成分分析，对不同层数堆焊层的腐蚀性能进行了对比分析。结果表明：其bode谱中双层堆焊的相位角为80°，单层堆焊和基材的相位角分别下降5°和20°，双层堆焊的阻抗模量与频率的斜率最大，其次是单层堆焊的，基材的最小；基材的容抗弧最小且存在Warbug扩散，双层堆焊的容抗弧最大，单层和双层堆焊较基材的自腐蚀电位分别提高了374.0 mV和392.0 mV，腐蚀电流密度分别下降约99.3%和99.8%，双层堆焊的点蚀电位较单层的提高了430 mV。晶间腐蚀试验后，堆焊层均未出现明显晶间腐蚀而表现为点蚀，双层堆焊的腐蚀失重约为单层的1/5，腐蚀沿柱状晶间贯穿。堆焊层间融合区以及与基体交界处的合金元素变化显著，层内分布均匀，双层堆焊的Fe元素含量低于单层堆焊的，具有更好的耐腐蚀性能。

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基于性能退化的沥青类防腐层保护效能影响规律的研究

张玉星, 车明, 葛宝玉, 张慎颜, 李旭, 王杰

材料保护. 2022, 55(5): 63-69. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0126

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国内众多在役沥青防腐层管道的牺牲阳极阴极保护系统均已失效，或即将失效，重新更换牺牲阳极系统时若仍按照原有设计施工，可能会导致部分管道无法受到有效地保护。根据现场管道防腐层的面电阻率随时间变化规律，预测未来20 a内防腐层面电阻率变化情况，采用模拟计算的方法，预估已经运行15 a后管道的保护距离随时间的变化，为阴极保护系统重新设计提供依据。结果表明：在役沥青防腐层的面电阻率随埋地时间延长而降低，且降低速率逐渐减小；防腐层破损率随埋地时间的延长而增加，且增加速率逐渐增大；单组牺牲阳极保护系统运行15 a后管道的单侧保护距离为50 m，随着管道继续服役，单侧保护距离显著降低，第20，25，30，35 a时，单侧保护距离依次降为28.0，19.0，14.0，11.5 m；当阳极距离管道1～4 m范围内，随着距离的增加，管道上的电位分布更加均匀，且保护距离增加；未来20～35 a内，更换牺牲阳极系统的时间对阳极寿命基本无影响，阳极寿命预估为23 a左右。

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中东某代表性油田L80 - 1套管材料的腐蚀行为及腐蚀图版初步研究

王爽, 聂臻, 肖莹, 黄启亮, 肖博文, 唐鋆磊, 王虎, 王莹莹, 林冰

材料保护. 2022, 55(5): 70-79. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0127

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为了给中东某代表性油田服役套管材料的选择提供依据，采用浸泡失重试验、正交试验、SEM、XRD等研究了该油田环境中不同CO2分压、H2S分压、含水率、浸泡时间等因素对L80 - 1套管材料腐蚀行为的影响。结果表明：在试验测试参数范围内，对L80 - 1钢的腐蚀速率影响程度最大的是含水率，其次是CO2分压，然后是H2S分压、温度，影响最小的是Cl-浓度。随着浸泡时间的延长，L80 - 1钢的腐蚀速率越来越小，膜层越来越致密平整。随着CO2分压的增加，L80 - 1钢的腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势，在2.00 MPa时达到最大值。随着H2S分压的增加，L80 - 1钢的腐蚀速率不断增加。L80 - 1钢在开采前期腐蚀轻微，但一旦产出液中含水率超过30%，其腐蚀速率将迅速升高，因此开采中后期须采取防腐措施。基于腐蚀行为研究的基础数据，绘制了几种套管钢的CO2 - H2S腐蚀图版。腐蚀图版表明在中东典型油田腐蚀环境中，L80 - 1钢可用范围有限，对于油田的长期安全开采，L80 - 3Cr钢可能是综合耐蚀性能和经济性的较好选择。

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8367、904L和316L奥氏体不锈钢的耐点蚀性能研究

张度宝, 方可伟, 罗坤杰, 范国辉, 李成涛, 王力, 沈剑

材料保护. 2022, 55(5): 80-85. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0128

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为了研究8367、904L和316L奥氏体不锈钢在不同环境下的的耐点蚀性能，采用电化学试验和浸泡腐蚀试验，从点蚀当量、临界点蚀温度、点蚀电位和腐蚀速率等方面进行了分析。结果表明：8367、904L和316L不锈钢在3.5% NaCl溶液中的临界点蚀温度分别为66，50，15 ℃；随着介质温度的升高，8367的临界点蚀点位无明显变化，904L 和 316L的临界点蚀点位则逐渐降低，且Eb(8367)>Eb(904L)>Eb(316L)；8367不锈钢在20 ℃和50 ℃的4% FeCl3溶液中均具有较低的腐蚀速率，且随着温度升高，腐蚀速率无明显变化；904L和316L在20 ℃和50 ℃的4%FeCl3溶液中的腐蚀速率均大于8367，且随着温度升高，904L和316L的腐蚀速率大幅度增大。

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输油管道内腐蚀分析及影响因素研究

王海涛, 孟涛, 林楠, 罗艳龙, 郭静, 王俊强

材料保护. 2022, 55(5): 86-91. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0129

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为了减缓原油管道的内腐蚀损伤，研究了输送净化原油的某L360埋地长输管道的内腐蚀失效模式、腐蚀形貌、机理及影响因素。结果表明：在输送过程中水相在局部位置逐渐沉积，其中Cl-含量最大达到48 859.8 mg/L，内腐蚀特征以点蚀和局部腐蚀为主，内腐蚀自催化过程中 Cl-不断向点蚀坑内迁移促进了点蚀的发展，点蚀坑底部的Cl元素含量高于表面，最高相差达一个数量级。该管道含水率在0.1%～3.9%范围内波动时，含水率对内腐蚀风险点的影响不大，提高介质流速对降低内腐蚀风险作用更为明显，当流速增大到2.00 m/s时内腐蚀风险点数量下降为管线实际运行流速0.29 m/s条件下的35.23%。

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超声 - 射流电沉积Ni/Co - TiN纳米镀层的工艺参数优化及性能研究

苑博旭, 马春阳, 张思栋

材料保护. 2022, 55(5): 92-98. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0130

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为提升40Cr钢的力学性能，采用超声 - 射流电沉积法在其表面制得Ni/Co - TiN纳米镀层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测试镀层的表面形貌、元素组成及相结构，并采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站对镀层显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能进行测试。随着镀液中TiN纳米粒子浓度、射流速度或超声波功率的增大，Ni/Co - TiN纳米镀层的显微硬度均呈现先提高后降低的变化趋势。由正交试验结果可知，镀层制备的最优工艺参数组合为：射流速度4 m/s，超声波功率120 W，TiN纳米粒子浓度10 g/L。该工艺参数组合下制备的Ni/Co - TiN纳米镀层的表面形貌平整致密，Ni/Co晶粒尺寸得到明显细化，TiN粒子弥散分布其中；镀层的显微硬度高达689.82 HV，其摩擦系数较小且磨损失重较少，镀层自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.338 V和2.13×10-6 A/cm2。

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低磷环保循环水处理阻垢缓蚀剂的复配、性能与机理

陈哲, 李宾, 袁晓, 柳翠, 沈春银

材料保护. 2022, 55(5): 99-105. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0131

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为解决工业循环冷却水系统的腐蚀与结垢的问题，选用生物降解性良好的羧乙基硫代丁二酸(CETSA)、丙烯酸 - 2 - 丙烯酰胺 - 2 - 甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)、聚环氧琥珀酸(PESA)、2 - 膦酸基丁烷 - 1,2,4 - 三羧酸(PBTCA)、月桂酰肌氨酸钠(LS)、甲基苯并三氮唑钠盐(TTA - Na)和七水硫酸锌作为复合阻垢缓蚀剂的组分进行复配，采用GB/T 16632-2008和GB/T 18175-2014测试了其缓蚀及阻垢性能。结果显示：较优的阻垢缓蚀剂组合为CETSA 10 mg/L，AA/AMPS 14 mg/L，PESA 20 mg/L，PBTCA 4 mg/L，LS 10 mg/L，TTA - Na 10 mg/L，七水硫酸锌(以Zn2+计) 1 mg/L，其阻垢率为96.35%，腐蚀速率为0.007 2 mm/a，缓蚀率为99.68%，其缓蚀阻垢性能优良，且对环境友好。电化学测试结果表明复合阻垢缓蚀剂为阴极型缓蚀剂。SEM观测表明复合阻垢缓蚀剂能在碳钢表面形成保护膜，并能吸附在碳酸钙晶体上，使其无法正常长大。

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伊朗岩沥青制备防腐涂料的试验研究

赵苏, 穆翔宇, 张洪波

材料保护. 2022, 55(5): 106-112. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0132

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为了提高防腐涂料的耐腐蚀等性能并扩大伊朗岩沥青的应用范围，以基质沥青、伊朗岩沥青和环氧树脂作为成膜物质，辅以填料和各类助剂等其他成分，采用双组分工艺制备无溶剂型伊朗岩改性沥青防腐涂料，并采用交流阻抗测试、耐酸碱盐腐蚀性测试等对涂料的防腐性能进行了研究。结果表明：伊朗岩沥青在改性沥青中掺量为15%时，改性沥青的综合性能较为优异；与石油沥青防腐涂料相比，制得的伊朗岩改性沥青防腐涂料的耐腐蚀性能有显著提升，其耐酸、碱、盐浸泡腐蚀时间延长10 d以上。伊朗岩沥青防腐涂料在常温下黏度较大，涂覆温度为60 ℃左右时具有较好的涂覆效果。

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预氧化对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的影响

施国梅, 刘永, 王蕊, 薛怡然

材料保护. 2022, 55(5): 113-116. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0133

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为了研究渗氮前预氧化处理对1Cr11Ni2W2MoV材料制件渗氮层质量的影响，对调质后的试样在渗氮前进行不同预氧化处理和吹砂处理。目视观察预氧化薄膜颜色，采用金相显微镜和硬度计检测渗氮层的组织、深度、硬度和脆性等。结果表明：渗氮前对该材料在550 ℃下预氧化5～20 min，可以破坏不锈钢制件表面的钝化膜，使该材料制件渗层的硬度、深度及组织符合渗氮技术要求，且其渗层均匀性及渗氮速度均优于渗氮前仅进行吹砂处理的试样。

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黄铜饰品仿金防指纹膜工艺试验

袁军平, 贾江宏, 王杉, 植宝, 卢焕洵, 练思沛

材料保护. 2022, 55(5): 117-122. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0134

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黄铜仿金饰品耐蚀性较差，且在日常佩戴中容易脏污，影响装饰效果。采用反应磁控溅射工艺在饰用黄铜表面沉积SiO2底膜，再用真空蒸镀法沉积有机氟化物防指纹膜。采用测色仪、接触角测试仪、橡皮耐磨试验机、摩擦系数仪、腐蚀试验箱等手段检测膜层颜色、疏水(油)性、耐磨性和耐蚀性。结果表明：分别控制SiO2底膜镀覆时间和AF膜蒸镀时间在150 s和600 s内，初始真空度不超过4.5×10-3 Pa，有利于减小黄铜与纯金的色差，提高表面膜层的水(油)接触角，并改善其耐磨性和耐蚀性。在合适工艺参数下，黄铜饰品表面镀覆防指纹膜可同时获得优良的仿金效果和抗脏污效果。

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压延铜箔的无氰电镀锌黑化处理工艺

饶翔, 刘新宽

材料保护. 2022, 55(5): 123-128. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0135

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为了研究出无氰环保，且工艺成本低的压延铜箔黑化工艺，以45.4～79.5 g/L Zn2+，20.0～30.0 g/L柠檬酸钠，30.0～50.0 g/L硼酸和5.0～15.0 g/L硫酸铵为基础镀液成分，通过加入添加剂A(表面活性剂)和添加剂B(抑制剂)，在压延铜箔表面形成陷光结构，从而实现了无氰电镀锌黑化。研究了镀液成分及工艺参数对镀层亮度(L*)的影响，并对黑化箔的电导率、粗糙度、高温抗氧化性等性能进行了测试。研究表明：镀锌黑化箔的电导率优于镀镍黑化箔，粗糙度(Rz)大于1.3 μm的锌镀层的亮度符合黑化要求且满足低轮廓铜箔的标准，镀锌黑化箔的高温抗氧化性也达到了要求。

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单组分甲基改性硅溶胶的制备与性能分析

郑文杰, 刘峰, 黎春阳, 李国军

材料保护. 2022, 55(5): 129-133. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0136

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硅溶胶的硅氧键由于刚度太大而易在成膜交联过程中形成微裂纹。为了弥补这一缺陷，以硅烷偶联剂与硅溶胶为原料，通过溶胶 - 凝胶法制备出改性硅溶胶溶液，并将其涂在铝板表面；研究了硅溶胶的pH值、 pH值调节剂种类、反应时间对改性硅溶胶产物及其涂层性能的影响，采用傅里叶红外光谱仪、热重分析仪和接触角测定仪等对涂层性能进行了表征。结果表明：改性后的硅溶胶性能稳定，其涂层表面光滑，铅笔硬度达到6 H，耐温500 ℃，接触角约为91°，热稳定性良好。

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有机为主复合钝化的综合对比研究与展望

张曌, 范云鹰

材料保护. 2022, 55(5): 134-141. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0137

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基于镀锌层表面无铬钝化技术，从钝化膜性质、钝化液稳定性和成膜耐蚀机理3大方面，总结了以硅烷、单宁酸和植酸为主要成膜物质的3种有机为主的复合钝化体系的优缺点。结果得出耐蚀性最优的体系为硅烷体系，且硅烷体系稳定性最好。单宁酸、植酸体系都能通过不同复配方法得到较丰富的颜色，但表面状态差。单宁酸和植酸体系耐蚀机理类似，钝化液环境导致单宁酸或植酸与Zn2+反应生成配合物并形成螯环附着于基体表面，而硅烷可以分别与有机缓蚀剂、无机复配离子反应，形成Si-O-M共价键。列举了各体系的最佳配伍原则。通过综合对比得到硅烷体系作为主要成膜物质应用前景较好，其膜层耐蚀性优良、膜层结构最稳定、表面状态的缺陷最少，可与多种类型的缓蚀剂有协同缓蚀作用，得到的膜层具有良好的耐蚀性和自修复性。

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离子液体缓蚀剂的研究现状

姜志阳, 郝鑫

材料保护. 2022, 55(5): 142-148. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0138

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随着世界范围内生态意识和环保意识的增强，绿色环保的腐蚀防护技术变得越来越重要。离子液体缓蚀剂得到越来越多学者的关注。综述了研究较多的离子液体缓蚀剂的种类、发展历史以及研究现状，介绍了量子化学计算和分子动力学模拟在离子液体缓蚀剂方面的应用，同时总结了离子液体缓蚀剂的缓蚀机理。离子液体缓蚀剂可以抑制腐蚀反应的阳极过程和阴极过程，同时存在物理吸附和化学吸附，但目前模拟方法主要集中在分析分子的活性，以及分子在纯水中的吸附构型，没有考虑缓蚀剂分子与其它粒子间的相互作用，模拟环境与实际环境有较大差异，并没有模拟方法来解释缓蚀剂物理和化学吸附过程。总而言之，离子液体缓蚀剂在绿色环保的基础上向着不断提高缓蚀性能的方向发展，但其机理解释目前还存在一定的局限性。

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基于ZrN系列陶瓷硬质薄膜的研究现状与进展

汪凯, 张高会, 汪阳

材料保护. 2022, 55(5): 149-155. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0139

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综述了近年来ZrN系列陶瓷硬质薄膜的诸多设计思路和研究方法，考察了各种研究方法的优缺点，展望了该系薄膜的研究方向；并从ZrN薄膜自身的物理化学性质开始，介绍了先进的制备方法及工艺参数对镀膜的影响；分析了以ZrN相为基础的梯度薄膜和多层薄膜，对其结构、成分、耐腐蚀性能、耐磨性能等进行讨论。指出多层、梯度陶瓷膜具有单一ZrN相薄膜无法实现的优点，多层、梯度陶瓷膜将依然是未来ZrN相系陶瓷硬质薄膜的研究方向。

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稀土转化膜在金属防腐方面的研究进展及应用

狄玉丽, 李辽阔, 焦钰, 黄海燕, 何霞, 罗茜, 张万明

材料保护. 2022, 55(5): 156-166. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0140

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稀土转化膜因具有良好的耐腐蚀性且无毒，近几年受到越来越多的研究者关注。简要介绍了稀土转化膜的概念及成膜机理，并对稀土在黑色金属和有色金属铝、镁、锌及其合金的防腐蚀应用研究情况进行了综述。研究发现单一稀土转化膜的抗腐蚀性能相较复合稀土转化膜差，还说明了铈转化膜较其他稀土转化膜具有更好耐腐蚀性能的原因。最后指出复合稀土转化膜、稀土复合合金镀层及稀土转化膜致密化处理为未来稀土转化膜的发展方向。

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钛合金微弧氧化膜层摩擦学性能的研究进展

谢凤宽, 章浩, 刘谦

材料保护. 2022, 55(5): 167-178. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0141

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钛合金比强度优异，是适用于轻量化设计的轻金属合金，然而钛合金表面硬度低、耐磨性差的问题严重地限制了其实际应用。微弧氧化技术是提升钛合金摩擦学性能的有效方法。归纳了电解液体系的选用对钛合金微弧氧化膜层摩擦学性能的影响，梳理总结了工艺参数对微弧氧化膜层摩擦学性能的影响规律，详细介绍了微弧氧化复合技术改善钛合金微弧氧化膜层摩擦学性能的研究现状，进一步展望了改善钛合金微弧氧化膜层摩擦学性能的研究趋势和攻克难点。

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浅谈大型电力方舱水性涂装生产线规划设计

徐进, 胡丙群

材料保护. 2022, 55(5): 179-184. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0142

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从生产纲领、环保治理、生产工艺配置、绘制工艺平面图等方面介绍了大型电力方舱水性涂装生产线的规划设计, 并介绍了喷漆室节能减排、排风循环利用技术基础,供/排风的VOC浓度和排风循环利用率的关系；推荐了VOC浓度、换气周期、排风循环利用率等的计算方法,简述了实现精益规划的措施,确保生产线节能高效运行。

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浅议电镀废水零排放技术的集成与应用

付明, 赵晓燕

材料保护. 2022, 55(5): 185-189. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0143

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电镀行业所产生的废水除了含有铬、镍、铜、镉等重金属，还含有氰化物、磷酸盐等污染物，污染性强。因此，解决电镀废水的污染问题成为该行业发展的关键所在。通过某机械工具厂的实际案例，分析和讨论了电镀废水零排放的技术集成及应用情况。通过将电镀废水进行分质分流并单独进行化学法预处理至达到排放要求，再通过一段RO、二段RO、DTRO等三段浓缩，最后的浓缩液再经过蒸发器蒸发结晶，RO的产水回用于生产线，从而实现废水完全回用不外排，同时运行成本也在可接受范围内，得出电镀废水零排放是可行并可进行推广的结论。

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ICP - AES法测定钕铁硼镀镍溶液中的杂质元素含量

王晓红, 杜亚静, 韩卫平, 程星华

材料保护. 2022, 55(5): 190-193. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0144

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建立了用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP - AES)测定钕铁硼材料镀镍溶液中镉、锰、铬、铜、铁、钙、锌、铝、钴、钕、镨和铈12种杂质元素含量的方法；确定了仪器的最佳工作参数及各元素的分析谱线；通过采用基体匹配和简单的镀液稀释消除了电镀液中大量存在的基体物质对待检测元素测定的光谱干扰。实验结果表明：本方法中12种待测元素线性关系良好，线性相关系数R>0.999，检出限为0.005～0.690 μg/mL，精密度和回收率实验结果表明，本方法具有简便、快速、准确的优点，能够满足日常钕铁硼镀镍溶液中杂质元素的快速检测要求。

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埋地输气管道弱磁应力外检测技术研究

陈元, 刘艳军, 吴翔

材料保护. 2022, 55(5): 194-199. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0145

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工作载荷与附加载荷长期作用引起的应力损伤严重影响了管道的安全运行。针对埋地输气管道的应力检测，就管道弱磁应力外检测技术展开研究。通过建立管道应力集中区等效的磁偶极子模型，利用Matlab软件进行了法向分量By与切向分量Bx的数值模拟，得出了应力集中区的磁场分量的分布特征。对长庆油田所辖的南七线2 km输气管道进行管道弱磁应力外检测，结合仿真分析所得出的应力集中区的磁场分布特征，检测出6处中等风险的应力损伤，14处低风险的应力损伤。利用接触式金属磁记忆检测仪(MMM)对选取的2个特征点进行开挖检测，2个开挖坑的MMM检测结果皆与管道弱磁应力外检测结果相互吻合。结果表明：管道弱磁应力外检测技术是一种有效检测管道应力损伤的新技术，能预判管道危害的发生，对管道保护及安全管理具有重要协助作用。

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某气田污水储罐穿孔失效机理研究

周勇, 边颖帅, 曹亚雄, 董会, 周攀虎, 宋荣杰

材料保护. 2022, 55(5): 200-205. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0146

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某气田污水储罐在服役过程中发生穿孔泄漏。为分析穿孔原因，明确污水储罐常见穿孔部位的临界壁厚，利用显微硬度计、万能试验机、金相显微镜、扫描电子电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对储罐理化性能、穿孔特征、腐蚀产物形貌及成分进行分析。结果表明：材质的理化性能符合要求；腐蚀产物疏松，以Fe2O3为主，夹杂少量FeS；腐蚀坑由储罐内壁向外壁发展，穿孔时腐蚀坑深度约为2.6 mm。因此，储罐穿孔机理与过程为水与腐蚀性介质渗入到膜层与储罐内壁之间发生氧腐蚀为主，SRB腐蚀为辅的腐蚀，在储罐内壁形成局部腐蚀坑。腐蚀坑深度达到储罐初始壁厚的65%时，坑底应力水平超过储罐抗内压强度，形成穿孔，造成储罐泄漏。

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