Email Alert  RSS

2026年, 第59卷, 第8期 刊出日期:2026-08-15
  

  • 全选
    |
    综合评述
  • 刘佳漉, 王利
    材料保护. 2026, 59(8): 1-13. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0116
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    金属腐蚀是影响国民经济各领域的共性问题,全球每年因腐蚀造成的经济损失约占各国GDP的3%~4%,其中海洋环境引发的金属腐蚀尤为严重,相关损失占总腐蚀损失的30%以上。铝、铜、碳钢等金属材料在海洋装备中被广泛应用,而海洋大气中高盐、高湿的环境极易引发其腐蚀。缓蚀剂作为一种高效便捷的防护手段,在海洋腐蚀控制中具有重要地位,其中冲洗缓蚀剂对于保护处于海洋大气区和间浸区的设备具有独特优势。系统综述了铝、铜、碳钢在海洋环境或NaCl溶液中的缓蚀剂研究进展,重点分析了无机、有机、稀土及绿色缓蚀剂的缓蚀机理与应用效果,并探讨了金属冲洗缓蚀剂的研究现状及其发展方向。研究表明,通过复配不同作用机制的缓蚀剂可发挥协同增效作用,显著提升防护性能。未来,开发绿色、低成本、快速成膜且具备多金属兼容性的冲洗缓蚀剂,是海洋装备腐蚀防护的重要发展方向。
  • 冯志文, 李修岭, 何文豪, 鲁志斌
    材料保护. 2026, 59(8): 14-24. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0117
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    降低摩擦磨损对提升机械系统性能、延长材料服役寿命意义重大。理解摩擦的物理起源是设计固体润滑材料、降低摩擦磨损的关键。基于密度泛函理论的第一性原理能够给出固体界面的摩擦势能面———表征摩擦的关键物理量,还能够通过电荷密度演化揭示滑动势能面起伏的物理根源,从而将人们对摩擦的理解推进至电子尺度。但目前仍难以评判、量化电荷密度演化的不同方法在摩擦表征中的优劣,也尚未确立一种普遍适用于所有材料的统一方法。鉴于此,系统综述了近年来基于密度泛函理论计算固体界面摩擦性能的方法,围绕4种量化摩擦过程中电荷密度演化的方法展开讨论,包括垂直界面方向差分电荷密度、界面中心电荷密度演化及其改进方法等,分析了它们与摩擦势能波动之间的关联及物理起源,总结了现有方法的局限性,并对未来研究方向进行了展望。
  • 研究论文
  • 黄朝志, 徐文丽, 王一品, 万振, 丁运虎
    材料保护. 2026, 59(8): 25-37. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0118
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    助焊剂是电子组装焊接过程中的关键材料,其性能直接影响焊接质量和电子产品的可靠性。随着电子元器件向微型化、高密度化和无铅化发展,对助焊剂的技术要求日益提高。系统综述了助焊剂的分类、化学组成及其功能,详细分析了其性能评价体系与关键影响因素。探讨了助焊剂在传统波峰焊、回流焊、手工焊以及新兴领域(如芯片封装、功率电子和低温焊接)中的应用研究现状与产业趋势。研究表明,现代助焊剂技术正朝着环保化、高性能化和多功能化方向发展,无卤素、免清洗技术已成为主流。最后,总结了当前助焊剂技术面临的环保、可靠性及工艺适应性等挑战,并展望了其向着绿色环保、高性能、多功能化方向发展的未来趋势。
  • 马娇娇, 贺秀杰, 蔡旭, 林晖翔, 刘宇, 尹星
    材料保护. 2026, 59(8): 38-50. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0119
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在铅铋共晶(LBE)环境中,铁素体/马氏体(F/M)钢氧化膜的长期稳定性直接关系到其服役可靠性,但LBE腐蚀对氧化层生长与力学功能的协同影响仍缺乏定量认识。本工作从纳米力学角度揭示静态LBE环境中F/M钢多层氧化膜的功能分化特征,明确尖晶石层在长期服役条件下的主导防护作用。通过550 ℃氧饱和LBE静态腐蚀试验,对腐蚀2 000 h与4 000 h样品的氧化层结构及其局部力学性能进行对比分析。结果表明:腐蚀2 000 h后氧化层总厚度约为8.76 μm,腐蚀4 000 h后增至约21.92 μm,生长指数n≈1.32,偏离理想抛物线规律,表明氧化行为由扩散控制转变为缺陷主导的加速生长机制。氧化层呈现从外向内依次为受LBE渗透的铅铁矿层(PFL)、外层Fe3O4层(OOL)、内层Fe-Cr尖晶石层(IOL)及内氧化区(IOZ)的4层结构,各亚层在力学性能上表现出显著梯度分布。富Cr尖晶石层硬度由11.3 GPa提高至12.2 GPa,约化模量由157.3 GPa增至164.1 GPa,H/Er及H3/Er2比值同步升高,在不同腐蚀时长下均保持良好的力学稳定性;4 000 h腐蚀后,受LBE渗透的PFL硬度为9.35 GPa,低于同一试样中OOL的11.8 GPa,约化模量略有波动,呈现结构弱化趋势。在静态氧饱和LBE条件下,F/M钢氧化层的防护功能主要依赖于中间尖晶石层的力学稳定性,而外层Fe3O4对整体防护贡献有限。
  • 林朝阳, 周佳辉, 张泽宇, 王建军, 田洪雷, 路永新, 张志强, 刘福运, 林丹阳
    材料保护. 2026, 59(8): 51-59. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0120
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为实现轨道客车轻量化,同时提高车身强度,需要完善铝合金相关焊接工艺。针对4 mm的新型Al-Zn-Mg高强铝合金板材,通过调整激光摆动频率开展了激光-MIG复合焊接实验,并通过EBSD、硬度测试、拉伸测试分析了接头组织特征、硬度分布及拉伸性能。实验结果表明:当激光摆动频率为200 Hz时,焊接接头显微硬度、抗拉强度分别达到91.28 HV和277.9 MPa,气孔率也低于其他组。焊缝中心部分组织为等轴晶粒,热影响区中靠近母材部分为柱状晶,随激光摆动频率从160 Hz增加到240 Hz,柱状晶晶粒先细化后粗化。在激光-MIG复合焊接过程中调整激光摆动频率可以显著降低气孔率,减少组织缺陷,提高焊接接头性能。
  • 姚海亮, 李泳春, 刘政宇, 王云锋, 陈琳, 张广安
    材料保护. 2026, 59(8): 60-71. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0121
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为提升钛合金管内壁的耐磨防腐蚀性能,采用空心阴极等离子体增强化学气相沉积(HC-PECVD)技术在其内壁制备多层硅掺杂类金刚石(Si-DLC)薄膜是有效的防护措施之一。鉴于传统单层DLC薄膜与钛合金基体间因热膨胀系数失配、界面结合强度低等固有问题严重制约其工程应用,设计并制备了多层Si-DLC结构以改善膜/基界面结合,通过调控α-SiHX过渡层沉积电压优化界面性能,借助划痕测试、纳米压痕及电化学工作站等对薄膜的结合强度、力学性能及耐蚀性能进行了系统测试表征,以实现Si-DLC薄膜综合性能的提升与调控。结果表明,α-SiHX过渡层沉积电压对膜/基界面结合强度的影响表现为先增强后减弱的趋势。其中,在-5 kV电压下制备的多层Si-DLC薄膜,不仅界面结合强度最优(临界载荷达12.8 N),且在高载荷条件下展现出最佳的耐磨性能[磨损率为3.67×10-7 mm3/(N·m)];相比之下,-7 kV电压下制备的薄膜结合力较弱,但得益于较高的石墨化程度,其在低载荷条件下的摩擦系数最低。而-3 kV电压下制备的薄膜,凭借其最高的sp3键含量和致密结构,表现出最优的耐腐蚀性能(腐蚀电位为-0.25 V,腐蚀电流密度低至2.1×10-9 A/cm2,阻抗值高达9×106 Ω·cm2)。
  • 徐丰芹, 卢诗琪, 丁佳晴, 魏徐兵, 刘东涛, 罗萌, 马斌, 张天财, 李晓伟
    材料保护. 2026, 59(8): 72-84. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0122
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    碳量子点(CQDs)独特的纳米尺寸效应和自修复等特性为进一步增强类金刚石/聚α烯烃(DLC/PAO)复合体系的摩擦学性能提供了新的途径。然而,目前研究大多集中在对于CQDs尺寸、表面化学状态、成分与浓度方面的调控,且研究多基于固定的摩擦副界面,尚缺乏对多场景应用下不同摩擦配副材料摩擦响应的研究。因此通过磁控溅射技术在316不锈钢表面沉积了本征DLC涂层,利用水热法制备了CQDs,并与PAO8润滑油混合,构筑了DLC/PAO+CQDs复合润滑体系,重点比较了不同摩擦配副(包括软金属Cu、硬质合金YG6、陶瓷ZrO2/Si3N4、轴承钢GCr15和不锈钢316L球)对其摩擦学性能的作用规律。结果表明,6种摩擦体系展现出较为相似且低的摩擦系数,固液协同作用(混合润滑状态)以及CQDs对微观缺陷的修复作用使得界面变化对其摩擦系数影响相对较弱。其中,Si3N4表现出了最佳的综合摩擦磨损性能,归因于滑动界面处发生的摩擦化学反应和硅氧化物(SiOx)摩擦层的润滑效果;而金属Cu球对DLC涂层则表现出相对恶化的摩擦学行为,这源于Cu氧化物与硬质碳磨屑的共同作用加剧了磨粒磨损。
  • 赵海龙, 范其香, 代鑫宝, 管梦雪, 郭明璐, 王铁钢
    材料保护. 2026, 59(8): 85-94. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0123
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为提升CrAlSiN涂层的综合性能,采用电弧离子镀与脉冲直流磁控溅射复合沉积技术,通过线性增加AlSi靶功率,在单晶Si片、SUS304不锈钢和硬质合金表面上制备了Al、Si含量梯度递增的CrAlSiN梯度涂层以及均质涂层。采用XRD、SEM、纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站测试涂层的组织结构与力学、摩擦学和电化学性能,系统研究了Al、Si成分梯度分布对涂层微观结构及性能的影响。结果表明:2种涂层均呈现单一的NaCl型面心立方(Cr,Al) N固溶体结构,并沿(111)晶面择优生长;均质涂层中Al、Si含量分布均匀,而梯度涂层中Al、Si含量自基体向表面逐渐增加,且涂层沿生长方向晶粒逐渐细化。梯度涂层具有比均质涂层更低的表面粗糙度。在力学性能方面,梯度涂层硬度为32.53 GPa,略低于均质涂层硬度(34.35 GPa),但具有更高的H/E*与H3/E*2值及更优的塑性,同时残余应力更低。在摩擦学性能上,梯度涂层的摩擦系数(0.64)和磨损率[2.31× 10-6 mm3/(N·m)]均略低于均质涂层,表现出更佳的耐磨性,这归因于Al、Si成分的梯度分布引起晶粒沿厚度方向梯度细化,促使摩擦过程中裂纹偏转,从而抑制裂纹的纵向扩展。然而,均质涂层表现出更优异的耐腐蚀性能,这主要归因于其表面具有更高的Cr含量与更低的Al含量。Cr比Al具有更高的标准电极电位,且能形成抗Cl-腐蚀的Cr2O3钝化膜,从而有效提升涂层的耐腐蚀能力。研究结果可为高性能梯度涂层的开发与应用提供理论依据与试验参考。
  • 杜蓉, 赵斌, 孙伟华, 陈一鸣, 卢琳
    材料保护. 2026, 59(8): 95-109. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0124
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    针对轻型钢结构屋面冷桥效应引发内侧冷凝积水、热镀铝锌系耐指纹镀层板过早发生局部穿孔失效的工程问题,鉴于当前封闭保温棉体系下镀层腐蚀行为缺乏系统认识、且无针对性加速模拟方法与镀层对比研究,以镀铝锌(GL)与高铝锌铝镁(AZM)耐指纹镀层板为研究对象,揭示屋面隐蔽环境下的镀层腐蚀失效机制并对比其耐蚀性能。构建“三明治”式屋顶模拟结构,参照2024年昆山地区夏季昼夜温湿特征,设置40 ℃/60%RH与20℃/90%RH每12 h交替的循环湿热加速试验,总周期90 d,每周对保温棉定点补水以维持长期湿润界面;分别在30、60、90 d取样,结合扫描电子显微镜-能谱仪、显微拉曼光谱、电化学交流阻抗等手段,系统表征镀层的腐蚀形貌、产物演化与电化学特性。结果表明:封闭体系内CO2扩散受阻,腐蚀产物以Zn(OH)2、Al(OH)3与AlO(OH)为主,无法形成保护性碱式碳酸锌,界面持续碱化是内侧加速腐蚀的核心诱因;原始厚度均为25 μm的2种镀层经90 d加速腐蚀后,GL板镀层减薄至18 μm,AZM板仅减薄至20 μm;腐蚀30 d时两者低频阻抗模值降至试验周期最低,分别为1.6×105 Ω·cm2(GL)与2.3×105 Ω·cm2(AZM),90 d时分别回升至3.9×105、4.8×105 Ω·cm2,AZM镀层的产物屏障效应与阻抗稳定性更优;Mg元素通过高活性MgZn2相优先溶解缓冲界面pH值,促进致密AlO(OH)相形成,使腐蚀模式由局部纵深扩展转为均匀减薄,显著抑制了中后期腐蚀速率。本研究明确了保温棉封闭微环境下镀层的加速腐蚀机制,证实Mg添加可有效提升镀层在该工况下的长期耐蚀性能,可为两类耐指纹镀层板在轻型钢结构屋面工程中的选型与应用提供理论依据和技术支撑。
  • 车行健, 金武飞, 李宾宾, 陈雷雷, 李心怡, 段海涛
    材料保护. 2026, 59(8): 110-123. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0125
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为提升紧固件在涉水环境中的长期服役可靠性,采用多弧离子镀与高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)交替沉积工艺,在不锈钢、碳钢和发黑碳钢紧固件表面制备了TiAlN交替沉积涂层,并对3种基体表面涂层的力学性能和耐蚀行为进行了评价;在此基础上,以不锈钢紧固件为代表,进一步分析了涂层对抗松动性能的影响。所制备涂层的结构连续、致密,不锈钢、碳钢和发黑碳钢基体表面涂层硬度分别达到32、37、35 GPa,不锈钢基体表面涂层临界失效载荷为86 N,碳钢样品在0~100 N加载范围内未出现明显失效。在1 V恒电位腐蚀条件下,有涂层不锈钢紧固件样品60 min总增重仅为0.063 g,而无涂层样品达到8.980 g,二者稳定阶段电流相差约6个数量级,且有涂层不锈钢紧固件样品在腐蚀60 d后仍保持较完整的螺纹外观和基本连接功能。横向振动防松测试表明,有涂层不锈钢紧固件最终夹紧力为58.68 kN、衰减率仅为2.2%,无涂层样品最终夹紧力降至50.49 kN、衰减率达到15.8%。交替沉积形成的致密多层结构可有效阻隔腐蚀介质渗透,从而提高紧固件的耐蚀性能;同时,涂层较高的硬度和良好的膜基结合力有助于改善螺纹副接触状态,进而提升不锈钢紧固件的抗松动性能。
  • 曾浩军, 魏斌斌, 陈艺聪, 吴正涛, 王周成, 祁正兵
    材料保护. 2026, 59(8): 124-132. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0126
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    TiAlN涂层因其高硬度、良好的热稳定性和抗氧化性,已成为应用最广泛的刀具硬质涂层材料之一。真空热处理作为调控涂层微观结构的关键后处理工艺,对涂层性能具有决定性影响。采用阴极电弧蒸发技术制备了高铝含量TiAlN涂层,利用XRD、纳米压痕、划痕以及铣削加工等测试手段,系统研究涂层在700~1 300 ℃真空退火后的成分、微观结构、性能变化及其内在关联。结果表明:当退火温度低于1 100 ℃时涂层成分保持稳定,1 300 ℃时出现轻微氧化及基体Co外扩散。涂层相结构呈阶段性演变:700 ℃时c-TiAlN母相开始发生调幅分解,生成共格的c-TiN和c-AlN纳米畴;1 100 ℃时c-TiAlN完全消失,c-AlN向稳定h-AlN转变;1 300 ℃时h-AlN大量生成、晶粒明显粗化。涂层截面形貌由柱状结构逐渐演变。涂层的硬度和弹性模量先升高后降低,900 ℃达到最高值,归因于调幅分解产生的共格应变场阻碍位错运动;1 100 ℃以上因c-AlN向h-AlN转变破坏共格关系、晶粒粗化、Co外扩散及氧化加剧导致涂层性能急剧降低。在铣削加工测试中,经700 ℃退火后,涂层在保持高的硬度和结合力的同时改善了韧性,使铣削磨损量相比未退火样品降低20%,900 ℃以上的退火导致涂层刀具铣削性能急剧下降,涂层剥落为刀具失效的主要形式。研究可为后续刀具涂层的热处理工艺设计提供理论依据。
  • 牛艺杰, 王鹏, 池强, 张帮彦
    材料保护. 2026, 59(8): 133-140. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0127
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    材料表面硬度的增大有利于其耐磨和抗冲蚀性能的提升。为优化石油行业关键部件表面抗冲蚀性能,以高能球磨+激光熔覆SiC颗粒增强Ni60A基复合涂层[10%(质量分数) SiC]为研究对象,系统探究了球磨参数对复合粉末形貌、涂层组织结构及显微硬度的影响规律。采用不同球磨转速(90、100、400 r/min)与时间(4~6 h)制备混合粉末,并利用激光熔覆技术成形Ni60A-SiC复合涂层。结果表明,球磨参数对粉末形态及涂层性能具有显著影响。转速100 r/min、球磨6 h时,粉末保持良好的球形度,SiC颗粒分布均匀,所制备涂层均匀致密、无明显孔隙裂纹,平均显微硬度达1 016.8 HV。过低转速导致混合不均、孔隙率高,过高转速则引起粉末破碎严重及涂层缺陷增多。综合分析认为,合理的球磨工艺可实现粉末均匀混合与涂层硬度平衡,为高性能抗冲蚀熔覆层的制备与工程化应用提供了有益参考。
  • 高玉新, 李祥, 程虎
    材料保护. 2026, 59(8): 141-147. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0128
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    针对塑料模具采用电火花沉积Ni基涂层易出现大量裂纹及孔洞的问题,开展电火花沉积1.00% La2O3掺杂Ni基涂层试验,探究La2O3对Ni基涂层组织及耐磨性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机,系统分析涂层的显微组织、物相结构、硬度及摩擦磨损性能。结果表明:在Ni基涂层中掺杂适量La2O3可显著减少涂层裂纹、孔洞缺陷,将涂层枝晶组织细化为超细晶粒。Ni基涂层与La2O3/Ni基涂层的主要物相均为(Ni,Fe)固溶体相及M7C3、Cr23C6、CrB硬质相,La2O3的掺入未改变Ni基涂层的物相组成,但使涂层平均硬度提升18.0 HV0.1。摩擦磨损实验结果表明,La2O3/Ni基涂层的磨损率较纯Ni基涂层降低47.98%;纯Ni基涂层的材料移除机制主要为磨粒磨损的脆性疲劳剥落,而La2O3/Ni基涂层以磨粒磨损的犁削、微切削为主。
  • 应用技术
  • 李付伟, 杨晨星, 李怡蓁, 宋华华, 刘汇河, 石鹤洋, 李梦楠, 杨奉霖
    材料保护. 2026, 59(8): 148-157. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0129
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为研究离子渗氮处理对高温轴承钢摩擦磨损性能的影响,利用金相显微镜、摩擦磨损试验机和白光干涉仪等研究了8Cr4Mo4V钢和G13Cr4Mo4Ni4V钢离子渗氮处理前后的摩擦学特性。结果表明:经渗氮处理后,8Cr4Mo4V钢球和G13Cr4Mo4Ni4V试片扩散层中均无脉状氮化物分布,评级结果为<1级;8Cr4Mo4V钢球的渗氮层深度为0.30 mm,表面硬度为1 026 HV,相较于渗氮前提高了241 HV;G13Cr4Mo4Ni4V试片的渗氮层深度为0.17 mm,表面硬度为964 HV,相较于渗氮前提高了166 HV。渗氮处理后材料表面硬度显著提高,平均摩擦系数随载荷的增大呈先迅速降低后缓慢升高的趋势;当试片或钢球双方均未进行渗氮处理时,材料因塑性变形诱导形成连续白色变质层;8Cr4Mo4V钢球和G13Cr4Mo4Ni4V试片不渗氮或单个对磨副渗氮时,平均摩擦系数基本在0.52~0.61范围内,无明显波动;渗氮处理显著提高了8Cr4Mo4V钢球和G13Cr4Mo4Ni4V试片的耐磨性,尤其在高载荷(40~50 N)下效果更为显著。当8Cr4Mo4V钢球和G13Cr4Mo4Ni4V试片均进行渗氮处理时,摩擦副的耐磨性能最佳,但易导致渗氮层因脆性界面而发生脆性剥落。
  • 杜景山, 边翠萍, 李启北, 刘根, 刘京, 张东明, 韩丰磊
    材料保护. 2026, 59(8): 158-166. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0130
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    煤层气采出水在集输过程中易发生严重结垢,影响管道通畅与设备安全运行。为提升阻垢效果,基于碳酸钙沉积实验,对10种常用阻垢剂进行了筛选,结果表明聚天冬氨酸(PASP)、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸(PBTCA)、马来酸/丙烯酸共聚物(MA/AA)和羟基乙叉二膦酸(HEDP)阻垢性能较优。在此基础上,开展复配实验,发现PASP与PBTCA按1∶1(质量比)比例复配在20 mg/L浓度条件下的阻垢率最高(77.4%)。进一步通过正交实验优化配比与浓度,结果显示在40 mg/L浓度条件下,可实现84.4%的阻垢率。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,阻垢剂可诱导碳酸钙晶型由规则方解石向文石和球霰石转变,验证了晶格畸变与配位分散的协同作用机制。本研究可为煤层气采出水集输系统提供一种高效、环保的阻垢剂组合方案,并为工程应用提供一定的参考价值。
  • 樊志彬, 杜宝帅, 闫风洁, 王蝶, 慈文斌, 黄振宁, 张博颐
    材料保护. 2026, 59(8): 167-174. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0131
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    铜以其优异的导电性被广泛应用于电力行业,但在服役过程中,铜易因表面腐蚀而导致性能退化,甚至引发安全风险。现有的针对铜的腐蚀预测方法存在过于依赖经验公式、效率和准确性不足等问题。基于此,构建了一种基于深度学习的铜腐蚀预测模型,该模型利用“U-Net生成器+PatchGAN判别器”构成的生成对抗网络,生成符合铜腐蚀规律的虚拟图像,以扩展有限样本并构建高质量训练集;随后设计“图像-参数”双分支架构:ResNet18提取图像微观特征,全连接网络提取工况语义特征,并在多尺度通道注意力机制作用下实现关键特征融合关联;最后在预测层引入单调约束损失,结合全局平均池化实现腐蚀的高精度预测。结果表明,该模型在跨工况条件下的预测精度与泛化性能显著优于传统经验公式法和单一深度学习模型,为铜的寿命评估提供了新的技术路径。
  • 徐冉, 梁志远, 王帆, 陈彦泽, 何敏, 赵钦新
    材料保护. 2026, 59(8): 175-185. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0132
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    氧化膜剥落会导致堵管及爆管事故频发,进而对电站锅炉机组过(再)热器管的安全运行产生严重影响。为减少因耐热钢表面氧化膜剥落引起的堵管、爆管事故,选取过热器管道典型马氏体耐热钢T92作为研究对象,进行氧化膜酸洗实验研究,为对酸洗的过程进行良好腐蚀控制,构建三维元胞自动机进行模拟。结果表明,在质量分数4%柠檬酸酸洗剂的酸性环境下,24 h可清除T92耐热钢100 μm厚度的铁氧化膜。54 h可清除150 μm厚度的铁氧化膜。T92耐热钢表面铁氧化膜厚度与清洗时间呈现抛物线型关系,利用量化关系式能够在酸洗过程中最大程度清洗掉Fe氧化层,为锅炉机组维护提供安全保障。