材料保护

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王洋, 范泽明, 焦力实, 王冰

材料保护. 2023, 56(10): 1-16. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0231

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石墨烯独特的晶格结构使其具有十分优越的性能，然而零带隙一直制约着石墨烯的发展。激光诱导石墨烯(Laser-induced graphene，LIG)技术能够显著增强石墨烯的性能，但该技术仍存在带隙小、电容位点少及片层堆叠等问题。通过异质原子/纳米颗粒掺杂LIG 技术，可实现石墨烯的微观结构、表面化学活性及孔隙率的调控，从而提升LIG 复合材料的性能，为LIG 器件的研制及应用提供了新策略。梳理了近年来LIG 的掺杂体系，分析了众多异质原子/纳米颗粒掺杂对LIG 结构及性能的影响；阐述了诸多LIG 掺杂方法的特点，讨论了掺杂LIG 器件在各相关领域的应用，为利用掺杂LIG 的特性和器件性能相结合，开发人工智能、能源存储与转换、健康检测应用器件提供了研究思路；最后，对异质原子/纳米颗粒掺杂LIG 进行了总结，并对其发展前景进行了展望。

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飞秒激光冲击强化技术的研究现状及展望

王宗申, 臧彤, 陈磊, 孔萌, 郑宏宇

材料保护. 2023, 56(10): 17-24. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0232

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作为一种微尺度范围内的表面强化技术，飞秒激光冲击强化具有热影响小、冲击深度浅、能量利用率高、工艺灵活等特点，在实现复杂形状微结构表面改性、宏观尺度零件表面微造型、微冲击成形等方面应用优势显著。概述了飞秒激光冲击强化技术的发展历程，总结了冲击模式、激光参数、附加能场等因素对强化效果的影响规律和机理，并对飞秒激光冲击强化技术的潜在应用及发展趋势进行了展望，以为突破飞秒激光冲击强化的关键问题、推动技术的产业化应用提供必要的指导与支持。

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激光织构对材料表面摩擦学性能影响的研究进展

宋骁睿, 李双建, 侯媛媛, 巴召文, 郑宏宇, 刘明明

材料保护. 2023, 56(10): 25-41. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0233

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激光织构因其加工精度高、速率快、环境污染小等优点，在机械生产、精密医疗和材料表面改性等领域得到了广泛地应用。近30 多年来，随着超快激光织构技术的出现，相关研究进入了蓬勃发展的阶段。然而，由于其几何形貌种类多，排列组合方式多样，参数设计在不同材料的普适性差等问题仍阻碍激光织构减摩研究的发展。因此从几何形貌、尺寸参数、激光参数、润滑条件等方面，回顾了激光织构减摩研究的发展历程，讨论了激光织构的几何形貌、参数、工况条件等对摩擦学性能的影响，概括了不同润滑条件下激光织构的减摩机理，提出了激光织构技术目前存在的问题，并对其未来发展方向进行了展望。

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材料表面激光抛光数值模拟研究进展

谢颂京, 王梁, 姚建华

材料保护. 2023, 56(10): 42-55. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0234

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激光抛光技术与传统抛光技术相比，具有非接触式加工、高效率、无污染等特点，其目的是提高加工工件的尺寸精度和几何形状精度，降低材料表面的粗糙度。激光抛光伴随着传热传质、熔池内溶体流动、凝固等物理过程，由于熔池高温及瞬时演变的局限性，以数值模拟技术对熔池内部传热流动行为以及形貌演变进行仿真分析受到了国内外学者的广泛关注。综述了激光抛光机理、激光抛光数值模拟中的热源、金属及非金属(如半导体、陶瓷等)材料抛光研究现状与进展，最后对激光抛光数值模拟的未来发展进行了展望。

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高能束熔覆制备仿生涂层研究综述

孙博洋, 刘明辉, 张士陶, 潘正阳, 蒋春霞, 李文戈, 刘彦伯, 赵远涛

材料保护. 2023, 56(10): 56-66. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0235

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具有耐磨、耐腐蚀等优良性能的仿生涂层可应用于海洋、石油、化工等苛刻环境。研究自然生物材料的仿生结构、仿生涂层的制备方法和质量调控方法，对于制备先进的仿生涂层具有重大意义。从高能束熔覆技术制备仿生涂层、仿生涂层质量调控2 个方面，介绍了高能束熔覆技术制备仿生涂层的研究现状。在高能束熔覆技术制备仿生涂层方面，根据不同仿生机制分类，综述了仿生涂层的强化机制以及利用高能束制备方式涂层的研究现状；在仿生涂层质量调控方面，阐述了制备过程中的工艺优化及数值模拟对调控高能束熔覆技术制备仿生涂层性能的作用；最后总结了目前研究中存在的不足，为后续研究提供了参考方向和展望。

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基于机器学习的飞秒激光加工微坑阵列特征预测

王泽林, 王冰, 宋海英, 刘世炳

材料保护. 2023, 56(10): 67-73. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0236

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微坑阵列结构具有耐磨损、抗腐蚀、提高生物相容性与抗菌性等特点，应用十分广泛。飞秒激光独特的超快加工效应使其在高质量微坑加工中独具优势。应用随机森林回归(RFR)算法和人工神经网络(ANN)算法对飞秒激光加工的微坑阵列几何形状和质量进行了预测，分析了激光加工参数对微坑的直径、深度和表面粗糙度(Ra)的影响。通过均方根误差、确定系数以及平均绝对误差对RFR 与ANN 2 种模型的预测能力进行了评估。结果显示:ANN 模型的整体预测准确率相比RFR 略高一些，R2值为0.81，直径、深度、粗糙度预测的R2分别为0.67、0.79、0.85。利用数据增强方法对数据集进行了扩增，ANN 模型的准确率进一步提高，整体R2为0.91，直径、深度、粗糙度预测的R2分别为0.81、0.91、0.95。研究结果表明，ANN 模型在飞秒激光加工微坑阵列的预测中相比RFR具有更优异的预测性能，且随着数据量的增加，这种优势更加明显，也进一步验证了ANN 模型的潜力。

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激光与CMT-P 电弧复合增材构件的微观组织特征研究

张志强, 李涵茜, 贺世伟, 路学成, 王浩, 张天刚

材料保护. 2023, 56(10): 78-82. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0237

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为了明确铝合金增材制造过程中的微观组织特征，以飞机结构常用的2024 铝合金为研究对象，采用激光与CMT-P 电弧复合增材制造技术成功地制备了2024 高强铝合金薄壁构件。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等表征手段，研究了增材构件不同区域的微观组织特征，并探究了其对显微硬度的影响规律。结果表明:增材制造过程中独特的热循环特性使得薄壁增材件由熔池边界(MPB， melt pool boundary)、熔池区(MPZ， melt pool zone)和热影响区(HAZ， heat affected zone)3 个特征区域交替出现的层带结构所形成。其中，MPB 的显微组织为细小的等轴晶；MPZ 底部的显微组织为细小的柱状晶，上部为粗大的柱状晶和等轴晶；HAZ 的显微组织为粗大的等轴晶。试样内部主要析出相为S 相(Al2CuMg)和θ 相(Al2Cu)，S 相主要分布在晶界交叉部位和晶粒内部，θ 相主要分布在晶粒边界。增材试样内部层间区域的显微硬度低于母材，主要归因于层间存在气孔以及晶界处存在较多的析出相。

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铝粉粒径对等离子熔覆铁基合金涂层耐腐蚀性的影响

党国栋, 刘继林, 高培虎, 张世吾, 闫志义, 张丽娜, 陈白阳, 付瑞涛, 李起保, 金灿, 范虎

材料保护. 2023, 56(10): 83-91. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0238

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铝具有一定的化学活性，与氧发生反应后易形成致密的氧化膜，可有效阻碍样品的进一步深入氧化，起到很好的氧阻断保护作用，常用作阴极保护材料。在铁基合金涂层中引入铝可提高铁基合金涂层的耐蚀性，因此在等离子熔覆铁基涂层中加入不同粒径铝粉，研究其粒径大小对等离子熔覆铁基涂层组织形貌及耐蚀性的影响，分析其对熔覆层耐蚀性的影响机制。研究发现:铁基熔覆层与基体具有良好的冶金结合，熔覆层并未产生明显的裂纹及气孔。随着铝粉粒径(100～200，200～300，300～400，400～500 目)的减小，熔覆层内部的黑色AlN 相粒径也在减小，且分布更加均匀。熔覆层在3.5%NaCl 溶液中均呈现出明显的钝化行为，自腐蚀电位分别为－0.665、－0.706、－0.752、－0.822 V，均高于基体的－0.883 V，自腐蚀电流密度分别为2.454×10－6、6.313×10－6、7.979×10－6、9.710×10－6 A/cm2，均低于基体的3.323×10－5A/cm2。随着铝粉粒径的增大，熔覆层的耐蚀性逐渐增强，铝粉粒径在100～200 目时所得到的熔覆层耐蚀性最好，且熔覆层耐蚀性均优于基体材料。

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CoMoCrNi 真空熔覆涂层的组织和性能研究

贾克明, 胡明, 于海成, 焦玉凤, 刘金龙, 宋小刚

材料保护. 2023, 56(10): 92-98. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0239

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为了提高38CrMoAl 钢基体的耐磨抗蚀性能，以CoMoCrNi 合金粉末为研究对象，将其与特制的粘结剂混合后涂覆在38CrMoAl 钢基体材料表面，通过真空熔覆制备了CoMoCrNi 涂层，通过XRD、SEM 及其附带的EDS仪、硬度测试、磨粒磨损试验、酸性盐雾试验和电化学腐蚀试验考察了涂层的组织及综合性能。结果表明:制备的CoMoCrNi 涂层表面平整，具有金属光泽；涂层由Co 基固溶体和Co3Mo2Si 硬质Laves 相构成，且组织细小均匀致密；CoMoCrNi 涂层与基体间形成牢固的冶金结合。基体/涂层的显微维氏硬度呈梯度分布规律，涂层内存在弥散分布的硬质相，其显微硬度远高于基体。 CoMoCrNi 涂层的耐磨性和耐腐蚀性均高于基体材料。此外，与目前主流的激光熔覆、堆焊等表面加工技术制备的自熔性钴基合金涂层相比，真空熔覆法制备的CoMoCrNi 涂层表现出更加优异的耐磨抗蚀性。涂层的综合承载能力更强，可望应用于复杂工况中。

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激光熔覆制备Fe-30Mn-xCu合金的性能研究

陈观平, 彭如恕, 赵颖超

材料保护. 2023, 56(10): 99-106. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0240

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为了进一步探究骨植入物用可降解金属铁锰合金的降解行为，采用激光熔覆技术制备Fe-30Mn-xCu(x ＝0，4%，6%，8%，10%，12%，质量分数)可生物降解骨替代合金，并通过光学显微镜、扫描电镜及其附带的能谱仪、X 射线衍射仪、显微硬度计、电子万能试验机、高温摩擦磨损试验仪和电化学工作站等探讨了铜含量的变化对合金微观结构、力学性能及生物降解行为的影响。结果表明:铜的含量对合金的晶粒尺寸、硬度、强度、摩擦磨损性能、降解速率的影响均较大。随着铜含量的升高，晶粒尺寸减小，硬度上升，极限抗压强度上升，耐磨性先增强后减弱，降解速率先增加后下降，在10%铜时，耐磨性最好，铜含量6%时，降解速率最大。

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316L不锈钢在Cl^-和HCO₃^-协同作用下的腐蚀行为研究

高毓, 谢飞, 赵猛, 王孝磊

材料保护. 2023, 56(10): 107-114. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0241

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为了探明Cl－和HCO3－协同作用下对316L 不锈钢的腐蚀行为的影响，通过交流阻抗(EIS)和循环极化曲线技术考察了不同Cl－以及HCO3－浓度(其中Cl－浓度梯度为0，0.030 0，0.051 5，0.070 0 mol/L，HCO3－浓度梯度为0.01，0.03，0.05 mol/L)对316L 在辽河油田地下水环境模拟液中的电化学腐蚀行为的影响情况，并结合金相显微镜对试件腐蚀形貌进行表征，利用X 射线光电子能谱(XPS)分析确定其产物成分。结果表明:随着Cl－浓度的增大容抗弧直径减小，弥散指数降低，点蚀电位降低，腐蚀情况加剧；而随着HCO3－浓度的增大，容抗弧的直径增大，弥散指数升高，点蚀电位升高，316L 的腐蚀减缓。这是由于Cl－会破坏316L 表面的钝化膜，而HCO3－会与基体反应形成一层致密的FeCO3保护膜。

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模拟压水堆核电站氧化运行阶段690TT合金腐蚀产物的沉积行为研究

孙云, 刘灿帅, 肖艳, 田朝晖, 方军

材料保护. 2023, 56(10): 115-122. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0242

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为了控制辐射源项，降低大修集体剂量，使用扫描电镜、聚焦离子束-透射电镜和正电子湮没等表征方法，研究了氧化运行工艺对典型设备蒸汽发生器690TT 合金表面腐蚀产物沉积行为的影响。结果表明，经预处理，690TT 合金样品表面形成了双层氧化膜结构，外层氧化膜为镍铁尖晶石NixFe3－x O4，内层氧化膜为富铬尖晶石NixFeyCr3－x－yO4。经短期酸性停堆和氧化运行处理，样品呈现基体-内层氧化膜-外层氧化膜-沉积物的截面结构，内层氧化膜富铬，外层氧化膜发生部分溶解，沉积物为镍单质。氧化运行阶段，金属元素在样品表面的溶解度和氧化还原状态发生了改变，促进了样品表面镍离子的溶解，抑制了样品表面镍单质的沉积，沉积物数量显著减少。结合试验结果，建立了镍铬铁合金表面的溶解沉积模型。

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微弧氧化TiO₂涂层微结构对细胞黏附性能的影响

翦奉林, 金凡亚, 冯军, 李必文, 但敏, 杨涵, 黄熠, 唐国庆

材料保护. 2023, 56(10): 123-129. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0243

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为改善TA2 纯钛表面的生物相容性，采用微弧氧化技术，通过设置不同的电解液和电参数，在TA2 纯钛基材上制备出4 种具有不同微结构的氧化钛涂层，采用XRD、SEM、台阶仪、接触角测量仪测试样品的物相组成、微观形貌、粗糙度和亲水性，并以MC3T3-E1(小鼠成骨细胞)与各组具有不同微结构的氧化钛涂层样品共培养后，观察细胞与样品表面的黏附状态。结果表明:采用磷酸盐体系电解液可制备出具有大孔平整和大孔粗糙结构形貌的氧化钛涂层，采用SEM 观察细胞的黏附状态发现，在具有这2 种结构形貌的氧化钛涂层表面生成了丝状伪足，表面可见细胞分泌物，说明涂层表面具有一定的生物活性；采用NaOH 体系电解液制备出具有细孔平整和细孔粗糙结构形貌的氧化钛涂层，在具有这2 种结构形貌的氧化钛涂层表面，细胞的黏附面积明显增大，板状伪足和丝状伪足丰富，生物活性明显增强；进一步对比分析发现，氧化钛涂层在粗糙度较高时对细胞的迁移方向具有引导作用，在粗糙度较低时能够提升涂层表面对细胞的黏附能力，具有微纳二级结构的涂层对这2 种能力具有整合作用。

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变电设施用钢与7系铝合金的盐雾腐蚀及力学性能衰减研究

樊磊, 李波, 张有佳, 黄朝文, 石维, 李伟

材料保护. 2023, 56(10): 130-138. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0244

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在海洋及化工厂附近等强腐蚀环境中，钢材的腐蚀一直是严重缩短电力设施服役寿命的关键问题之一。为了解决这一问题，提出利用高强度7xxx 系铝合金替代输变电设备用钢的构想，采用室内加速模拟试验，以5%NaCl 盐雾腐蚀环境模拟海洋大气环境，结合拉伸试验和微观组织观察对比分析了变电设施用Q345 钢和7075铝合金2 种材料在不同腐蚀时间(7，21，42 d)后的力学性能衰减和表面腐蚀形貌变化规律，再利用腐蚀失重法、计算机模拟方法等，对比研究了2 种材料在相同的腐蚀环境和载荷下的力学性能。结果表明，在5%NaCl 盐雾腐蚀环境中，随盐雾腐蚀时间的延长，2 种材料均出现了力学性能衰减的趋势，而且Q345 钢的最高抗拉强度衰减率(24.58%)是7075 铝合金的(3.00%)8 倍。 2 种材料的腐蚀速率均呈先增后减的趋势，Q345 钢的平均腐蚀速率[0.030 g/(m2·d)]是7075 铝合金[0.002 g/(m2·d)]的15 倍左右。相同腐蚀周期时，Q345 钢的腐蚀坑比7075铝合金的尺寸更大更深，导致在相同的外载荷下Q345 钢中由腐蚀坑引起的应力集中程度显著高于7075 铝合金。因此，理论上可用7075 铝合金代替Q345 钢作为电力设施构件基体材料。

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含砂热油管道温度与流速双耦合流态冲蚀规律对比分析

刘宏达, 陈一鸣, 杜胜男, 王卫强

材料保护. 2023, 56(10): 139-146. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0245

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为研究集输管道中含砂稠油与低黏原油对弯管内壁的冲蚀规律，通过优化的离散相(DPM)冲蚀模型及管道薄壁传热结构，对含砂稠油与低黏原油在温度与流速耦合作用下的流动过程进行模拟。结果表明:在相同流速下，稠油的冲蚀速率随温度变化的规律与其自身雷诺数的变化趋势一致，且冲蚀区域随温度升高会不断扩大；低黏原油的冲蚀速率随温度的变化易受流态影响，其冲蚀速率在过渡区会出现明显的波动过程，但冲蚀区域面积变化不明显。在流速增加的情况下，低黏原油在湍流区的冲蚀速率增长幅度明显大于稠油，且油温越低，低黏原油的冲蚀速率增幅越大。在相同的湍流输送状态下，原油冲蚀速率的变化主要受流速的影响，并且油温的降低对弯管处的减蚀作用有限。

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紫铜及铝青铜合金高耐蚀性阳极氧化工艺研究与生产应用

成赫鹏, 林巧, 罗金山, 陈端杰, 傅文亮, 高怀亮

材料保护. 2023, 56(10): 147-154. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0246

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为改良T1 紫铜、QAl9-4 铝青铜合金的外观并提高耐腐蚀性能，使用氢氧化钠、钼酸铵的水溶液作为工作溶液，对T1 紫铜、QAl9-4 铝青铜合金进行阳极氧化处理。采用扫描电子显微镜、能谱和金相显微镜测试2 种材料表面的阳极氧化膜层的显微形貌、主要成分和金相组织，从而优化阳极氧化工艺参数。通过外观检测、附着强度测试、耐高温、中性盐雾试验等检测方法考核了阳极氧化膜层的综合性能。结果表明:阳极氧化电流密度为1.0 A/dm2，时间为25～30 min，温度为80～90 ℃时，可以获得厚度为1～3 μm、可耐温400 ℃的黑色氧化膜。经适当封闭处理的2 种材料表面的阳极氧化膜层阻碍了腐蚀介质的扩散，T1 紫铜耐腐蚀性提高6.0 倍，QAl9-4 铝青铜合金耐腐蚀性提高2.5 倍。生产应用表明该工艺稳定、操作简便，适用于T1 紫铜、QAl9-4 铝青铜合金材料产品大批量生产，能够满足产品装饰性、消光性、耐高温性和耐腐蚀性要求。

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铝合金合成型高光切削液的研制

徐贺, 孙明, 李茂生, 徐立庶, 阮艺锋, 徐夏楠, 朱嘉莉

材料保护. 2023, 56(10): 155-160. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0247

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基于铝合金自身的特性和高光加工质量的要求，以蓖麻油酸和甲氧基聚乙二醇为原料，合成一种聚醚多元醇酯润滑剂，再以马来酸酐合成物复配硼酸、三元羧酸为防锈剂，研制了一款新型的合成型高光切削液，对比研究了该合成型高光切削液与市面常见的进口和国产切削液的润滑性能、对铝合金的防腐蚀性、防锈性、消泡性和抗硬水性。结果显示:与进口和国产切削液相比，高光切削液的最大无卡咬负荷PB值为735 N，优于进口切削液(686 N)和国产切削液(588 N)；高光切削液的攻丝扭矩值最低，进口切削液次之，国产切削液稀释液的攻丝扭矩值最高，表明高光切削液具有更好的润滑性。 24 h 腐蚀试验表明高光切削液对铝合金的防腐蚀性为A 级，达到进口切削液的水平，优于国产切削液。高光切削液的防锈性较好，消泡性优异，抗硬水性能佳。

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碱蚀对铝合金常温硬质阳极氧化膜性能的影响

王旗, 张尹航, 张晓云

材料保护. 2023, 56(10): 161-165. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0256

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为改进铝合金的性能，优化阳极氧化工艺，以硫酸为电解液，采用常温硬质阳极氧化法在6063 铝合金表面制备氧化膜，采用扫描电镜、EDS 测试、电化学测试、盐雾试验、硬度测试、粗糙度测试研究膜层性能及碱蚀工艺对膜层性能的影响。结果表明: 氧化温度10 ℃、氧化时间3 000 s 条件下，硬质阳极氧化膜呈高低不平、粗糙的多孔结构，其耐蚀性能、物理性能相比6063 铝合金基体有很大提升。经过碱蚀处理的硬质阳极氧化膜的自腐蚀电位为－0.826 V，自腐蚀电流为3.892×10－6 A，盐雾试验360 h 时未出现腐蚀点，耐腐蚀性能较好，维氏硬度达到446 HV，粗糙度Ra 为0.380 μm，厚度为18.86 μm，附着力表现较好。相比未经碱蚀所得的膜层，碱蚀后膜层的耐蚀性能较好，膜层的硬度、表面粗糙度等物理性能较好。

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铝化物涂层的高温氧化和腐蚀机理研究进展

解玉豪, 齐浩雄, 马瑞, 孟国辉, 刘梅军, 杨冠军

材料保护. 2023, 56(10): 166-181. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0248

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铝化物涂层被广泛应用于发动机热端部件(如涡轮叶片)的防护，然而在服役过程中，铝化物涂层极易发生高温氧化与热腐蚀，导致失效。针对铝化物涂层在高温环境中服役失效的问题，重点介绍了铝化物涂层的高温氧化与热腐蚀机理、影响铝化物涂层的高温氧化与热腐蚀的因素，以及包括添加Cr、Si、Pt、活性元素等改性元素和进行预氧化处理在内的提升铝化物涂层的抗氧化性与耐腐蚀性能的方法。最后，展望了铝化物涂层高温氧化与热腐蚀研究的未来。

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氮化钼薄膜的制备、性能及其应用研究进展

童品森, 魏宁, 吴宏荣

材料保护. 2023, 56(10): 182-193. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0249

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氮化钼作为过渡金属氮化物的典型代表，具有良好的导电性以及优异的力学性能、电化学性能，在催化、储能、集成电路、保护涂层等领域有着广泛的应用前景。然而，目前国内有关氮化钼薄膜的综述较少。首先总结了氮化钼的分子结构及其物理性能和力学性能；其次总结了氮化钼薄膜的主要制备方法，包括溶液法、溅射法、原子层沉积法以及化学气相沉积法等，归纳了各种氮化钼薄膜制备方法的优缺点及其适用的场景；最后，对氮化钼薄膜的潜在应用前景进行了总结和展望。

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聚合物涂层在水轮机过流部件防护中的应用

刘刚, 江雄, 郎梼, 杨济铖, 田斌, 李勇, 刘福广, 孙睿

材料保护. 2023, 56(10): 194-203. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0250

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水轮机在使用过程中长期受到含沙水流的冲击，泥沙的冲蚀与气泡空蚀耦合破坏对过流部件造成了严重的破坏，影响机组安全稳定运行。通过高弹性聚合物涂层对过流部件进行表面防护是一种经济且实用的策略。在此，首先综述了过流部件表面抗空蚀防护聚合物涂层，尤其是聚氨酯和环氧树脂涂层的研究进展；其次，考虑到含沙水流的冲蚀和磨蚀作用在水轮机损伤中的重要影响，对聚合物/陶瓷复合涂层在协同抗空蚀和冲蚀的研究进展进行了评述；最后对聚合物涂层在水轮机过流部件防护方面存在的问题进行了阐述。

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CO₂和H₂S环境下管线钢的腐蚀与防护研究进展

张娇娇, 代玉杰, 贾财华, 刘思文

材料保护. 2023, 56(10): 204-213. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0251

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随着全球油气田工业的发展，管线钢在CO2和H2S 环境中的腐蚀已经极大地制约了油气工业的开发，管线钢的腐蚀逐渐受到国内外学者的重视。总结了单一CO2、单一H2S、CO2和H2S 共存体系下管线钢的腐蚀行为及机理。阐述了CO2和H2S 的分压比会影响管线钢的腐蚀程度，同时最新研究成果表明CO2和H2S 分压比的临界值受温度影响。针对CO2和H2S 共存的复杂环境下，主要介绍了缓蚀剂保护技术、耐蚀管材的优选来减缓管线钢的腐蚀。最后，展望了CO2和H2S 共存体系未来的发展方向以及更经济、有效的防护措施发展前景。

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海洋牧场平台飞溅区复层矿脂包覆长效防护技术应用

孙欣, 郭福元, 刘富祥, 赵勇刚, 蒋全通, 翟晓凡, 侯保荣

材料保护. 2023, 56(10): 214-218. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0252

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海洋平台装备长期处于海洋复杂环境下易遭受腐蚀的侵扰。特别是装备上的异形钢结构，在力学和电化学的协同效应下更容易发生腐蚀失效现象，严重影响装备的使用寿命，给安全生产带来极大的风险隐患。浅析了海洋牧场平台不同区带的腐蚀环境及其腐蚀规律，尤其是腐蚀最严重的海洋平台飞溅区，为了对此短板区域进行加强防护，介绍了目前使用较为广泛的几种防腐蚀技术及相应的优缺点，在此基础上，介绍了一种新型复层矿脂包覆防腐技术，可以有效延长海洋牧场平台使用寿命，为海上平台安全运行提供有力保障，为我国海洋牧场平台的长效防腐技术研究提供一定的参考。

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变电站预制舱舱体不同防腐蚀材料性能评价

周继承, 李浩, 樊俊鹏, 梁伟锋, 李家乐

材料保护. 2023, 56(10): 219-224. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0253

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预制舱的防腐蚀性能是确保预制舱模块化变电站40 a 使用寿命的重要指标，所使用的腐蚀防护材料至关重要。选取了8 种舱体防护材料，包括:电镀锌层、热镀锌镀层、热镀锌增厚镀层、锌铝镁镀层、氟碳漆复合涂层、石墨烯富锌涂层、热镀锌＋聚氨酯双层涂层和热镀锌＋聚氨酯超疏水双层涂层，研究了基底与这些涂/镀层结合性能以及防腐性能，以为后续变电站防腐蚀材料的选择提供参考。涂层附着力试验结果表明，所有涂/镀层材料与基底的结合性能均较好；中性盐雾结果表明热镀锌或者热镀锌镁铝工艺相比于电镀锌板显示出较好的耐腐蚀性，热镀锌＋聚氨酯双涂层工艺显示出了更好的耐腐性，若赋予表面疏水性能，则可在大幅度提高其耐腐蚀性外还具有一定的自清洁功能。

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基于非线性超声技术的SLM成型合金层疲劳损伤检测

张雪敏, 王峰, 谷力

材料保护. 2023, 56(10): 225-229. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0254

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根据超声非线性系数精确判断试件的疲劳损伤状态，通过高次谐波检测技术快速测定选区激光熔融(SLM)GH4169镍基合金层的疲劳损伤。结果表明：随着频率增加到10 MPa时检测出明显二次谐波，二次谐波形成了低于基波的幅值。相对初始试件，疲劳测试20 000次后试样中产生幅值更明显的信号。试样组织中存在等轴晶、熔合线、柱状晶等组织，许多柱状晶都形成了规则的排列方向。试样疲劳测试后在基体内存在众多的疲劳裂纹，二次谐波幅值也出现显著升高。随着疲劳周期延长，β/β₀比值增大。不同于测试点a,点b与点c的超声非线性系数相对疲劳周数只呈现较小幅度的增长趋势。该研究对提高激光熔融试样的疲劳损伤检测精度具有很好的理论支撑价值。

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化学镀镍反应中止问题原因分析

张建, 王建

材料保护. 2023, 56(10): 230-232. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0255

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针对化学镀镍过程中反应中止的问题，进行了生产过程中各个因素的分析排查，对可能造成反应中止的因素进行了机理分析，确定了问题产生的原因并对故障进行了复现，制定了控制措施。结合现场生产情况，建立故障树，逐一分析、排查，对可能造成问题的底事件进行机理分析。通过对故障现象的复现，验证问题定位的正确性。针对问题原因，完成措施的制定。对问题的分析过程，给化学镀镍工程实践过程中的故障分析提供了明晰、快捷的解决方法。

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2023年, 第56卷, 第10期　刊出日期：2023-10-15

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