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轻合金腐蚀与防护专栏
齐建涛

高性能的铝合金、镁合金等轻合金具有密度小、比强度和比刚度高的特点,是交通运输业、航空航天及国防装备轻量化发展的首选材料。由于金属单质的化学活性高(铝和镁标准电极电位分别为-1.66和-2.37 V),其合金在热力学上是非常不稳定的,极易发生腐蚀失效,严重影响高性能轻合金装备的安全性能。近些年来,相关的处理防护技术发展十分迅速,具有巨大的发展潜力。轻合金的腐蚀防护技术相对集中在阳极氧化、电镀与化学镀、化学转化涂层、冷热喷涂、导电性-屏蔽性聚合物涂层和超疏水涂层等方面。

为了开发和完善具有工程应用价值的轻合金腐蚀与防护相关技术以保障装备长周期安全服役,《材料保护》特开辟“轻合金腐蚀与防护”专栏,诚邀了从事轻合金加工制造、表面处理、功能涂层等领域相关研究的专家学者提供优秀稿件,对于轻合金腐蚀与防护领域的发展具有较大的学术意义及工程应用价值。同时,希望各高校、企业、科研院所等机构能够积极合作,借助该期刊平台积极交流,共同助力我国轻合金腐蚀与防护技术的发展与完善。我们热忱邀请相关领域专家同行继续提供轻合金腐蚀防护技术新理论、新方法和新应用方面的作品。

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  • 轻合金腐蚀与防护专栏
    李一哲, 卞贵学, 黄海亮, 张勇, 王玺
    材料保护. 2023, 56(12): 1-6. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0281
    自然环境谱和当量折算关系是编制飞机加速试验环境谱的重要输入参量。由于环境数据离散性大、样本数据少,传统的参数估计方法已不适用于自然环境谱的编制。基于小样本参数估计思想,通过Bootstrap数据扩容和灰色置信区间估计编制了某地高置信度自然环境谱;针对飞机典型异种金属连接材料7050铝合金和TC18钛合金开展电化学试验,并基于等电量原则计算了其在加速试验环境温度下的当量折算系数;在此基础上,给出了铝-钛合金连接结构加速试验环境谱,为实现飞机异种金属连接结构日历寿命评定工程化提供参考。
  • 轻合金腐蚀与防护专栏
    黄有旺, 孙晓玲, 杨文锦, 陈慧
    材料保护. 2023, 56(12): 7-11. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0282
    为研究镁合金在航天飞行器上应用的可行性以及耐腐性能,首先通过电化学试验测得HTM1(航天1号镁合金)与TC4(钛合金)的极化数据,以及HTM1专用电泳漆的阻抗数据,然后采用模拟仿真技术,以极化数据、阻抗数据、老化数据和服役环境为边界条件,仿真分析不同典型超强耐热镁合金结构件在不同服役环境下(服役环境1为0.2 mg/L NaCl盐雾浓度,服役环境2为2.0 mg/L NaCl盐雾浓度)分别服役5.0、10.0和17.5 a后的腐蚀状态。结果表明:在服役环境1和服役环境2的服役过程中,随着服役年限的延长,电泳漆保护性能下降,导致HTM1对TC4的保护效应逐渐增强,但受HTM1表面防护层的影响,保护效果有限,导致TC4也发生一定程度腐蚀;同时,2种结构件中钛-镁电偶对的接触面积不同,造成TC4的受保护程度也不相同,二者的接触面积越大,TC4受保护程度越高。
  • 轻合金腐蚀与防护专栏
    于得水, 刘永豪, 赵国栋, 侯岩, 解德甲, 王寒冰, 赵亓新, 齐建涛
    材料保护. 2023, 56(12): 12-18. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0283
    近年来换热器中闭式循环水系统不断发展,在夏季高温换热过程中,其外部喷淋系统易引起换热器结垢及腐蚀。为了研究喷淋工作溶液在不同pH值及喷淋状态下对换热器的结垢及腐蚀影响情况,设计了浸泡实验、间隔滴定法等实验方法,模拟实际工作环境,通过样板微观表面形貌观察、质量变化、电化学性能测试等表征方法进一步明确了换热器结垢机理。实验结果表明:在短周期加热滴定实验下,pH=5的模拟溶液在动态环境下容易发生反应,在扁管位置易结垢;在浸泡实验、长周期加热滴定实验下,模拟溶液处于相对静态条件,实验样品不易出现结垢,丰富了板式换热器结垢情况的相关研究,为以后板式换热器结垢及腐蚀防护提供了有力依据。
  • 轻合金腐蚀与防护专栏
    张凯, 王效军, 桂泰江, 朱永强, 王寒冰, 齐建涛
    材料保护. 2023, 56(12): 19-24. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0284
    为了探究含吡啶硫酮锌自抛光防污涂料(ZPT-SPC)在服役过程中的成分、pH值以及防污剂吡啶硫酮锌(ZPT)浓度变化,以明确ZPT-SPC服役过程的防污机理,通过SEM/EDS分析了涂料抛光前后截面微观形貌及成分的变化;通过开路电位-pH实验测量涂料划痕微观电位-pH信息的变化;通过拉曼光谱探究服役过程涂料表面ZPT成分及含量的变化。SEM/EDS结果表明,抛光后表面变得更加致密,Zn元素含量下降。需要注意的是,Zn含量远大于Cu含量即ZPT含量远大于Cu2O含量。开路电位-pH测量结果表明ZPT-SPC划痕界面pH值总体呈现先降低后升高的趋势,并最终趋近于原始的pH值。拉曼光谱表明ZPT向外界进行了缓慢扩散使得内部的浓度减小,并在防污涂料内部发生了ZPT转移使成分更为均匀分布,该过程可通过防污剂浓度-颜色灰度关联模型宏观表征。