材料保护

Select

曹明媚, 刘书佩, 张育新

材料保护. 2024, 57(8): 1-13. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0171

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

恶劣的海洋环境使防腐成为海洋工程的技术难题，为延长海洋防腐涂层的使用寿命，开发具有“主动愈合”自修复功能的智能防腐涂层成为当前的研究热点。层状双氢氧化物(LDHs)因其独特的结构和阴离子交换性能，是理想的缓蚀剂纳米容器和氯离子固化剂，展现了优异的环境响应自修复防腐性能，加之成熟的施工技术，在海洋防腐工程中有广泛的应用。综述了LDHs 材料的结构性质、合成方法以及LDHs 基涂层的制备，总结了近年来LDHs 作为有机涂层中的添加剂或预处理转化膜在海洋环境中针对金属(镁合金、铝合金和钢铁)防护和混凝土防护等领域的应用情况。鉴于涂层实际服役过程中遇到的复杂问题，提出LDHs 材料研究中存在的不足和挑战，并展望了在海洋环境中LDHs 材料未来的研究趋势。

Select

水下无人潜航器结构材料腐蚀研究进展

张琦超, 张宝龙, 蒋以山, 赵欣, 宋鹏磊, 肖锋

材料保护. 2024, 57(8): 14-22. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0172

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

无人潜航器是人们开发、利用、探索海洋必不可少的工具之一，并具有广泛的军事应用前景。随着科学技术的不断进步和发展，无人潜航器不断地突破自己的极限工作深度，由于海洋环境的特殊性和复杂性，对其结构材料要求越来越高。基于国内外最新研究进展，综合分析了无人潜航器结构材料在海洋环境中的腐蚀因素，包括海水温度、pH 值、含盐量、氯离子浓度和溶氧量等。针对无人潜航器结构材料在海洋环境中的腐蚀类型，探究了在特殊工作环境中水下无人潜航器结构材料发生腐蚀的原因。阐述了无人潜航器结构材料在海洋环境下的防腐蚀方法并对其未来防腐蚀技术的发展进行了展望。

Select

混凝土微生物腐蚀的防护方法研究进展

王东升, 冯超, 万菲, 管方, 张瑞永

材料保护. 2024, 57(8): 23-31. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0173

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

混凝土是国家基础建设的重要工程材料，然而由于服役环境的复杂性，混凝土面临微生物腐蚀造成的劣化问题，给各行业发展和设施安全运行带来了安全隐患和经济损失，因此对混凝土的防护尤为重要。简要介绍了混凝土材料的应用现状和微生物腐蚀混凝土材料的机理，针对微生物腐蚀混凝土的方式，详细综述了目前保护混凝土免受微生物腐蚀的4 种主要方法。重点讨论了微生物灭活、混凝土改性、涂层和生物矿化阻止微生物腐蚀的原理和研究进展，列举了不同方法抵抗微生物腐蚀的案例，总结了4 种方法存在的优缺点；并且通过综述已有的混凝土防护方法，展望了未来微生物腐蚀混凝土的防护方法研究方向。

Select

含油海洋环境下316L仪表管点蚀深度预测模型研究

骆正山, 刘月, 骆济豪, 王小完

材料保护. 2024, 57(8): 32-37. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0174

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了提升316L 不锈钢仪表管在含油海洋大气环境下点蚀深度的预测精度，建立了基于改进粒子群算法优化的直接离散灰色点蚀深度预测模型[SCPSO-DDGM(1，1， λ)]。首先以暴露实验点蚀数据为例，建立DDGM(1，1)模型，并利用新信息变权弱化缓冲算子、等维灰数递补对模型进行动态改进；后采用非线性变化惯性权重和正弦余弦学习因子提高粒子群算法(PSO)的寻优能力和收敛速度，引入高斯扰动策略增强PSO 跳出局部最优的能力，进而用SCPSO 对改进后的DDGM(1，1，λ)模型中的权重参数λ 进行寻优；最终在MATLAB 中进行仿真计算，分析对比SCPSO-DDGM(1，1， λ)模型与GM(1，1)、DDGM(1，1)、PSO-DDGM(1，1，λ)模型的预测结果。结果表明:在研究的时间区间内，经优化的新模型预测深度与实际深度高度吻合，较于对比模型性能更优。证明SCPSO-DDGM(1，1， λ)模型能够有效预测仪表管点蚀深度，为仪表管的腐蚀研究提供了新的思路与方法。

Select

石油对杀菌剂THPS 耐受条件下微生物腐蚀的影响

石鑫, 郭定, 张一梦, 张瑞永, 刘泽山

材料保护. 2024, 57(8): 38-46. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0175

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

杀菌剂是海洋油气开采行业防治微生物腐蚀(Microbiologically influenced corrosion， MIC)的常用方法。然而，杀菌剂可能导致微生物腐蚀行为发生改变，同时石油的存在也会对杀菌剂的使用效果造成一定的影响。通过细胞计数、腐蚀失重、表面分析和电化学分析等方法，研究了石油存在下杀菌剂四羟甲基硫酸磷(Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate， THPS)对硫酸盐还原菌Desulfobaculum bizertense(简称D. bizertensis)腐蚀行为的影响。结果表明，THPS 虽然可以抑制D. bizertensis 的生长，但会加剧D. bizertensis 对X70 管线钢的腐蚀。同时石油的加入，使腐蚀电位进一步升高，表明即便添加了杀菌剂，石油仍会促进D. bizertensis 对X70 的腐蚀。该结果为海洋含油环境中杀菌剂的合理使用提供了参考。

Select

稀土Y 对低合金钢耐蚀性的影响研究

孟祥超, 刘香军, 祝英杰, 富晓阳, 杨昌桥, 杨吉春

材料保护. 2024, 57(8): 47-57. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0176

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究稀土Y 对低合金钢耐腐蚀性能的影响，通过向DH36 低合金钢中添加稀土Y，得到不同稀土含量的低合金钢，采用3.5%NaCl 溶液作为腐蚀介质，模拟海洋环境对DH36 船板钢耐腐蚀性能的影响。采用浸泡实验、激光共聚焦显微镜、扫描电镜(SEM)、X 射线衍射分析仪(XRD)、电化学测试等方法来考察稀土Y 对DH36船板钢耐腐蚀性能的影响，并采用电子背向散射衍射(EBSD)来探究未被稀土改性的夹杂物和稀土夹杂与钢基体之间的残余应力大小，进而判断夹杂物对低合金钢耐蚀性能的影响。结果表明:稀土可以细化晶粒、改性夹杂物，减少稀土夹杂物的周边应力，减少微裂纹与微孔洞的发生，进而降低低合金钢在模拟海洋环境中的腐蚀敏感性；Y的加入可以使腐蚀电位正移，减小腐蚀电流密度，减少腐蚀初期试验钢表面点蚀坑的出现，进而减小腐蚀发生的活性区；此外，稀土Y 的添加使腐蚀产物中γ-FeOOH 的含量显著减少， Fe3O4和α-FeOOH 的含量增加，锈层的稳定性与致密性增强；Y 的添加还使锈层厚度变大，更有效地阻碍Cl-的进入。稀土Y 的添加可以有效提高低合金钢的耐蚀性能，当稀土质量分数为0.004 3%时，试验钢的耐蚀性最好。

Select

SiC_f /SiC 复合材料表面Si/Yb₂Si₂O₇ 涂层1 350 ℃抗热冲击和抗热冲刷性能研究

陈易诚, 邓杨芳, 张乐, 韦林, 李其连, 周国栋

材料保护. 2024, 57(8): 58-64. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0177

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究Si/Yb2Si2O7涂层在1 350 ℃条件下的抗热冲击和抗热冲刷性能，首先在SiCf/SiC 复合材料上采用真空等离子喷涂技术制备了Si/Yb2Si2O7涂层，并采用金相、物相、SEM、EDS、燃气热冲击设备和燃气热冲刷设备对试样进行了结构及性能表征。结果表明:涂层与SiCf/SiC 复合材料的结合强度为25.01 MPa。经过1 350 ℃燃气热冲击1 000 次，1 350 ℃、550 m/s 燃气热冲刷1 h 后，Yb2Si2O7涂层的表面物相均主要为Yb2Si2O7、Yb2SiO5、Yb2O3和SiO2，抗热冲击和抗热冲刷2 项性能测试结果均达设计要求。涂层结合强度很高，复合材料、Si 层和Yb2Si2O7层耐高温且热匹配性能较好，且面层的抗燃气腐蚀能力很强，是涂层热冲击、热冲刷性能良好的主要原因。燃气热冲刷的燃气燃烧时间比燃气热冲击的总时间短，且热冲刷为恒温连续冲刷，无冷热的剧烈交替变化，故燃气冲刷后涂层边缘处靠近工装装卡的地方未见明显开裂，且连续冲刷后的黑色烧蚀区域较燃气热冲击的面积小。

Select

油气田酸化压裂环境下碳钢油套管材的腐蚀行为研究

李国平, 刘君林, 张福林, 车瑾, 李龙, 姜方林, 赵雪会

材料保护. 2024, 57(8): 65-71. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0178

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了明确某油田在酸化压裂环境下鲜酸、残酸对油套管材料腐蚀性能的影响规律及材料的适应性，采用腐蚀失重法、三维体视光学显微镜观察等方法分析了P110、C110 油管材料在酸化全过程的腐蚀损伤发展趋势、点蚀敏感性和不同条件下的腐蚀形貌特征，并优化了酸化缓蚀剂。结果表明:随着鲜酸酸化温度的逐渐升高，材料腐蚀程度均呈增大趋势，当温度≥180 ℃时，C110 的平均腐蚀速率vcorr ＝127.7 g/( m2·h)，P110 的平均腐蚀速率vcorr ＝407.0 g/(m2·h)，均远高于指标要求；在模拟鲜酸温度为100 ℃时材料表面已出现点蚀形核现象，随着温度的升高，点蚀敏感性逐渐增大。在超高温180 ℃的残酸环境下，C110 和P110 材料均发生极严重腐蚀。酸化液组分中缓蚀剂在高温条件下明显失效，导致残酸返排环境下管材遭受严重腐蚀损伤。优化后的改性曼烯碱酸化缓蚀剂通过多层吸附膜的形成明显减缓了材料的腐蚀速率，在180 ℃高温鲜酸环境下缓蚀率为89.4%。

Select

L360 钢在模拟地层水中的流动腐蚀行为研究

叶男, 廖俊, 鲜俊, 文烁博, 覃敏, 何国玺

材料保护. 2024, 57(8): 72-79. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0179

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究含水集输管道真实管流状态下L360 钢管壁处的腐蚀行为，利用自制循环流动腐蚀试验装置，通过电化学阻抗和动电位扫描方法考察了L360 钢的腐蚀电化学特征，采用扫描电镜和三维光学显微镜对腐蚀微观形貌进行了分析。结果表明:试片的平均腐蚀速率随流速的提高而增大，局部腐蚀速率呈现先减小后增大的趋势；适当提高流速能减缓局部腐蚀速率；环路运行4 h 后试样表面开始形成较完整的腐蚀产物膜；当流速达到0.5 m/s时，管壁处腐蚀产物膜开始脱落；对于干净光滑的试样，在腐蚀初期属于极严重腐蚀。

Select

Cr30 钢表面镍包WC 增强铁基合金涂层的微观组织和耐磨耐蚀性能研究

汤联生, 连应华, 林星, 郭岩

材料保护. 2024, 57(8): 80-87. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0180

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为改善Cr30 钢表面的耐冲蚀磨损性能以及耐硫酸、盐酸腐蚀性能，以铁合金粉和镍包WC 颗粒的混合物为原料，采用激光熔覆技术在Cr30 钢表面制备含镍包WC 铁基合金涂层，研究了原料中镍包WC 质量分数(10%～30%)对铁基合金涂层的显微组织、物相组成、显微硬度、耐冲蚀磨损性能、耐硫酸和盐酸腐蚀性能的影响。结果表明:不含镍包WC 的铁基合金涂层物相为FeCr 固溶体和Cr23C6；含10%和20%镍包WC 的铁基合金涂层物相为FeCr 固溶体、Cr23C6和Fe3W3C；随着镍包WC 含量增至30%，铁基合金涂层中析出了新的碳化物Fe6W6C，含30%镍包WC 的铁基合金涂层物相为FeCr 固溶体、Cr23C6、Fe3W3C 和Fe6W6C。随着镍包WC 含量的增加，铁基合金涂层的显微硬度、耐冲蚀磨损和耐硫酸、盐酸腐蚀性能提高，当镍包WC 质量分数为30%时，铁基合金涂层的组织致密、细化效果最明显，涂层的硬度最高，达到786 HV0.5；30%镍包WC 的铁基合金涂层的耐冲蚀磨损、耐硫酸和盐酸腐蚀性能最佳。

Select

连续油管在四川高含CO₂气田环境中的腐蚀规律研究

万里平, 郭杨杨, 李斯桂, 管彬, 孙兆岩, 卢秀德

材料保护. 2024, 57(8): 88-94. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0181

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对四川高含CO2气田连续油管作业腐蚀严重的问题，利用高温高压反应釜模拟连续油管作业工况，通过失重法测得CT80 和2205DSS 油管钢在CO2环境中的腐蚀速率，采用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射分析(XRD)等表面分析技术对连续油管腐蚀后的表面形貌、元素组成进行分析。结果表明:在CO2为主导的腐蚀环境下，随着温度、压力的升高，气相环境中CT80 腐蚀速率逐渐增大，2205DSS 腐蚀速率变化不大且较CT80 腐蚀速率低；液相环境中CT80 腐蚀速率随温度、压力升高呈先增大后降低趋势，2205DSS 腐蚀速率较低且变化不大。腐蚀产物微观分析发现CT80 液相主要腐蚀产物为FeCO3和Fe2O3，产物膜疏松多孔，腐蚀较为严重；2205DSS 液相主要腐蚀产物为Cr2O3，产物膜较为致密，腐蚀轻微。 2205DSS 连续油管具有较好的耐腐蚀性能，适合在高含CO2气田中使用。

Select

亚/超临界水-磷酸盐环境中Alloy625 的腐蚀行为研究

朱日广, 唐兴颖, 覃新宇, 陈积权, 覃祖安, 林子涛, 陈思思, 任鹏炜

材料保护. 2024, 57(8): 95-104. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0182

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

腐蚀问题限制了亚/超临界水氧化技术的发展，而磷酸盐在超临界水环境中会形成低熔点混合熔盐，形成更严峻的腐蚀环境，如何解决腐蚀和盐沉积问题成为了目前研究的重点。采用失重法、X 射线衍射(XRD)、能谱(EDS)和扫描电镜(SEM)研究Alloy625 在亚/超临界水-磷酸盐环境中的腐蚀行为，重点考察了表面形貌和腐蚀产物的演变特征。结果表明，腐蚀产物除金属磷酸盐外，在亚临界条件中主要为Cr2O3、NiO、FeO 和NiCr2O4，在超临界条件下腐蚀产物膜内层由致密的鳞片状Ni2O3、Cr2O3和NiCr2O4尖晶石构成，外层由疏松的针状Fe2O3和FePO4构成。此外，磷酸盐能引起氧化膜严重剥落，使腐蚀加剧，在350 ℃亚临界条件下腐蚀失重规律呈类抛物线，而在450 ℃超临界中腐蚀失重受腐蚀产物膜演化过程(生成-脱落-再生成)的影响，腐蚀质量变化远高于亚临界条件下的。

Select

1Cr12Ni3Mo2VN 不锈钢的电化学腐蚀行为

郭龙蔚, 李全德, 郭维华, 胡红旺, 戴君, 倪荣, 隆彬, 巩秀芳, 孟惠民

材料保护. 2024, 57(8): 105-114. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0183

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探究氯离子环境下阳极极化对于马氏体不锈钢的腐蚀行为、再钝化行为的影响，采用循环极化、恒电位极化、电化学阻抗谱等电化学测试方法，并利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、能谱仪和X 射线光电子能谱等手段研究阳极极化电位对1Cr12Ni3Mo2VN 不锈钢耐蚀性的影响，分析了材料点蚀与再钝化的行为过程，以及耐蚀性与钝化膜成分的关系。结果表明，钝化区低电位下极化时表面不发生点蚀，钝化膜中Cr2O3、Fe2O3含量占比增加而氢氧化物减少，增强了钝化膜的稳定性，材料耐蚀性提高；钝化区高电位下极化时电化学阻抗谱低频区出现感抗弧，材料表面形成稳态点蚀，蚀孔呈半椭球形，蚀孔内表层Cr、Mo 含量升高而Fe、Ni 含量降低；在混合电位下降至保护电位后发生再钝化现象，修复后的钝化膜较薄，阻抗值减小，点蚀敏感性增加。

Select

木质素磺酸钠衍生物对钢筋的阻锈作用研究

江帅帅, 杨恒, 周钰鑫, 季涛, 牛龙龙, 张士萍

材料保护. 2024, 57(8): 115-121. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0184

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

钢筋混凝土结构往往因钢筋锈蚀而发生过早破坏，加入阻锈剂可以有效抑制钢筋腐蚀，提高钢筋混凝土结构的耐久性。木质素磺酸盐作为一种绿色高效组分，具有良好的阻锈性能，但其减水效果较差，单独使用无法满足现代混凝土大流动度和高强度技术需求。为此，对木质素磺酸钠进行羟基、羧基接枝改性，合成了木质素磺酸钠衍生物，并将其掺入模拟孔溶液和水泥砂浆中，研究其对钢筋的阻锈作用。结果表明:模拟碱性氯盐环境和砂浆加速腐蚀环境下，木质素磺酸钠衍生物均可增大电荷转移电阻以及减小腐蚀电流密度，起到显著的阻锈作用；在水灰比为0.35 时，掺入木质素磺酸钠衍生物的水泥净浆流动度可达350 mm，减水效果接近聚羧酸，可满足混凝土的流动性和强度需求。

Select

大牛地气田集输管道低洼处腐蚀机理研究

刘诗桃, 周军, 刘岳龙, 韩杰林, 彭思洲, 万伟, 梁光川

材料保护. 2024, 57(8): 122-129. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0185

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究大牛地气田集输管道低洼处腐蚀机理，通过模拟管道沿线积液分布，确定距起点1 207 m 的管道低洼处为重点监测点，在现场开展管段开挖与挂片安装工作。采用失重测试计算挂片腐蚀速率，结合扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X 射线衍射(XRD)等手段表征腐蚀产物微观结构和成分。结果表明:采气树处挂片均匀腐蚀速率为0.003 5 mm/a，腐蚀程度轻微，无明显局部腐蚀倾向；低洼处挂片均匀腐蚀速率为0.059 9 mm/a，局部腐蚀速率为0.138 0 mm/a，孔蚀系数为2.3，局部腐蚀程度严重。低洼处管段试样表面腐蚀产物结构疏松，腐蚀产物主要由FeCO3、FeS、Fe2O3组成，推测腐蚀主要由CO2和H2S 2 种腐蚀性气体引起，积液中的Cl-起到加速作用。

Select

激光表面强化与微纳制造技术研究进展

朱立华, 于文慧, 亓东锋, 王志文, 王宗申, 杨兵, 刘明明, 朱建, 吴永玲, 郑宏宇

材料保护. 2024, 57(8): 130-146. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0186

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

我国激光表面强化技术和表面微纳结构制造技术虽然起步较晚，但近年来发展十分迅速，已在激光与物质瞬态作用基础理论、激光冲击强化、激光表面熔凝、激光表面熔覆、激光表面直写、激光诱导表面微结构等方面取得了重要进展；但是，与对激光技术研究起步更早的国家相比，我国仍然存在缺乏首创工艺技术、激光与物质瞬态作用基础理论研究薄弱等问题，在工业技术应用和装备研制方面也存在一定差距。综述了激光表面强化与微纳制造技术的研究进展。随着微纳结构制造产业的不断发展进步、新合金新材料应用需求的增加以及环保要求的提高，激光表面强化和激光表面微纳结构制造技术会向着效率更高、精度更高、性能更高的方向继续迈进，在实际生产中的应用也将得到进一步的发展。

Select

粉末床熔融钛合金的表面抛光技术研究进展

周迪, 吴松全, 李紫杨, 刘磊, 杨义, 王皞, 黄爱军

材料保护. 2024, 57(8): 147-154. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0187

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

粉末床熔融钛合金作为一种重要的金属材料，在航空航天、医疗器械以及汽车等领域得到广泛应用。然而，由于特殊的材料性质和加工方法，其表面质量与性能仍然是制约其应用的关键问题之一。对粉末床熔融钛合金的表面抛光技术研究进展进行了综述，介绍了化学抛光、电化学抛光、等离子电解抛光、激光抛光和机械抛光等技术的研究进展。这些技术为粉末床熔融钛合金的表面质量和性能满足不同应用需求提供了选择，同时还对复合抛光技术及相关技术发展进行了展望。

Select

低共熔溶剂中电沉积铬的研究进展

付飞娥, 徐存英, 栗健茹, 王姝羡

材料保护. 2024, 57(8): 155-167. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0188

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

金属铬镀层具有硬度高、耐磨耐蚀性优良、外观优美等优点，作为装饰性和功能性镀层被广泛用于冶金、化工等行业。传统的镀铬工艺采用六价铬电镀，然而六价铬具有很强的毒性，是强致癌物质，在危害人体健康的同时污染环境。三价铬被认为是最重要、最直接有效替代六价铬电镀的工艺之一，但是水溶液中三价铬电镀存在析氢、镀层难以增厚、电流效率低等缺点，制约了三价铬的发展。寻求可替代水溶液的新型电解液体系成为三价铬电镀的研究方向之一。低共熔溶剂(DESs)作为一种新型绿色溶剂，具有制备简单、导电性好、电化学窗口宽、溶解性好等特点，克服了有机溶剂挥发性强、离子液体制备过程复杂、价格高等缺点，使其在金属电沉积方面具备广阔的应用前景。介绍了用于电沉积铬DESs 的物理化学性质，以及金属离子在其中的存在形式；综述了在DESs 中电沉积铬及其合金的研究进展；阐述了添加剂对DESs 中电沉积铬的影响；分析了DESs 体系电沉积铬存在的问题，探讨了进一步的研究方向。

Select

电解液组分对TA2 纯钛微弧氧化多孔涂层结构及性能的影响

杨旭东, 冯军, 但敏, 赵颖超, 王俊, 袁绍华, 齐华荣

材料保护. 2024, 57(8): 168-174. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0189

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了探究孔隙率对生物活性涂层综合性能的影响，采用微弧氧化技术在TA2 纯钛表面制备了TiO2涂层。通过改变电解液中Na2B4O7与NaOH 的浓度，在恒流模式下探讨了电解液组分对微弧氧化涂层的物相组成、微观形貌、硬度、厚度和亲水性的影响。结果表明:涂层的物相主要为金红石TiO2相，涂层的物相组成、形貌、厚度、硬度和耐磨性受NaOH 与Na2B4O7浓度的影响均较大。适量添加NaOH 可以提升涂层的厚度、孔隙率、硬度、耐磨性和耐蚀性，但当NaOH 浓度过高时，孔隙率下降，涂层性能下降。电解液配方为0.15 mol/L NaOH、0.10 mol/L Na2B4O7时，制备出的涂层具有“类骨小梁”状多孔结构，孔隙率较高，综合性能较好。

Select

基于阴极沉积Mg(OH)₂薄膜的镁合金超疏水表面改性及其耐蚀性研究

黄仕高, 陈洪世, 马展雄, 张宏亮, 姚金钰, 张永君

材料保护. 2024, 57(8): 175-182. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0190

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为延长镁合金的使役寿命，通过阴极沉积和超疏水改性在ME20M 稀土镁合金表面制备超疏水涂层，采用硬脂酸乙醇基溶液对阴极沉积Mg(OH)2薄膜的镁合金进行化学修饰，通过单因素试验分别考察硬脂酸浓度、溶液温度、浸泡时间对表面润湿性的影响规律，确定最优修饰工艺。对典型试样，采用点滴实验、全浸腐蚀实验及现代电化学测试技术评估其耐蚀性，采用划格法评价膜/基结合力，采用SEM、FT-IR 及XRD 分析试样表面微观形貌及成分。结果表明:阴极沉积Mg(OH)2薄膜经低浓度硬脂酸溶液短暂浸泡即可获得超疏水性，蒸馏水静态接触角SCA 高达151.5°，滚动角SA 低至1.0°，呈低黏性。阴极沉积/疏水改性复合处理可显著改善镁合金的耐蚀性，与空白试样相比，复合处理试样的点滴液变色时间延长近25 倍，在3.5%NaCl 溶液中的自腐蚀电流密度Jcorr降低3 个数量级，特征阻抗模值｜Z ｜0.1 Hz提高4 个数量级。经疏水处理的阴极沉积Mg(OH)2薄膜呈刀片状微纳结构，试样的红外光谱中出现明显的-CH3和-CH2-吸收峰。

Select

板材平整度对锆化膜耐蚀性能的影响研究

李娜娜, 张蕾, 田润生, 周宪民, 王瑛喆

材料保护. 2024, 57(8): 183-191. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0191

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了从机理上明确锆化膜的耐蚀性与基材表面平整度的关系，通过化学抛光分别改变冷轧板、铝合金板表面平整度，与未处理的冷轧板、铝板进行对比，在试样表面制备锆化膜，利用扫描电镜(SEM)分别观测锆化膜的微观形貌；利用电化学方法、盐雾试验箱、循环交变试验机、漆膜附着力检测设备等仪器测试钝化膜的耐蚀性能、漆膜附着力。结果表明:抛光后的冷轧板、铝合金板外观光滑平整，制备的锆化膜颗粒排布均匀致密，粗糙度明显降低，锆化膜的腐蚀电流较小，阻抗半径较大；未抛光的冷轧板、铝合金板外观粗糙不平整，制备的锆化膜颗粒大小不一，排布无规律；冷轧板、铝合金板锆化膜经冲击、杯突和划格实验的附着力检测后结果合格；经1 000 h 盐雾测试后，抛光后平整表面的冷轧板漆膜单边最大扩蚀宽度约1.9 mm，漆面无气泡；未抛光冷轧板漆膜单边最大扩蚀宽度约2.3 mm，漆面无气泡；抛光铝合金板经过30 个循环交变检测后，漆膜单边扩蚀宽度2.0 mm，漆面无气泡；未抛光铝合金板经过30 个循环交变检测后，漆膜单边扩蚀宽度2.6 mm，漆面无气泡。

Select

氮氢比对 H13 钢离子渗氮组织和耐磨性能的影响

高玉新, 王均波, 程虎

材料保护. 2024, 57(8): 192-197. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0192

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对H13 钢离子渗氮精密热锻模具出现早期疲劳裂纹或龟裂问题，开展温度520 ℃、气压250 Pa、不同氮氢比条件下的离子渗氮试验，以考察渗氮气氛中氮氢比对渗层组织及耐磨性能的影响规律。利用X 射线衍射仪、共聚焦显微镜、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机分析不同氮氢比渗氮后渗层的相结构、显微组织、显微硬度及耐磨性能。结果表明:渗氮时间3 h、氮氢比为1 ∶3、1 ∶4、1 ∶5 时，渗层物相主要由ε-Fe2-3N、γ′-Fe4N、αN-Fe(N)相组成，氮氢比为1 ∶8 时渗层物相主要为γ′和αN相；渗层深度及硬度随渗氮气氛中氮浓度降低而减小，氮氢比为1 ∶8 时，延长渗氮时间可增加渗层厚度，在60 μm 渗层深度内硬度可达800 ～900 HV0.1。氮氢比为1 ∶3、1 ∶4 的渗层的磨损机理以疲劳磨损为主；氮氢比为1 ∶5、1 ∶8 的渗层的磨损机理以磨粒磨损为主。采用氮氢比为1 ∶8 对H13 钢进行离子渗氮，渗层中无化合物层和脉状组织，渗层可获得适中的硬度和较佳的韧性，具有较好的耐磨性能。

Select

KH-560 和玻璃粉对硅树脂涂层热防护性能的影响

罗屹峰, 廖桓毅, 蒋耀年, 戴翠英, 李沙, 吴志远, 左劲旅, 张伟, 毛卫国

材料保护. 2024, 57(8): 198-205. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0193

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为进一步提高硅树脂涂层的力学性能与服役温度，研究了硅烷偶联剂KH-560 和低熔点玻璃粉对硅树脂涂层热防护性能的影响。采用高温型固体材料动态弹性性能测试仪、万能电子拉伸机、膨胀仪、燃气热冲击实验系统表征涂层的弹性模量、结合强度、热膨胀系数、烧蚀、隔热、热冲击性能；采用红外光谱仪、发射扫描电子显微镜及其附带的能谱分析涂层组成、表面微观形貌、元素含量。结果表明:随着KH-560 含量的增加(0～3%)，硅树脂涂层的弹性模量和结合强度先增加后减少。当加入2.0%KH-560 时，在常温下涂层的弹性模量和结合强度达到最大值，分别为24.10 GPa、4.40 MPa，这主要是因为KH-560 使得硅树脂和金属基底之间的键合以及填料与硅树脂之间的键合增强。掺入110%的玻璃粉时，能够有效改善硅树脂涂层在800 ℃的热稳定性和抗热震性能，这是由于熔化的玻璃粉可填补硅树脂分解所产生的孔隙，从而阻止硅树脂进一步氧化分解。此外，玻璃粉含量为110%的硅树脂涂层具有良好的隔热和烧蚀性能。

Select

HEDP镀铜与氰化镀铜工艺性能对比研究

慕娟娟, 狄小刚, 温泉, 任寿伟, 王志高

材料保护. 2024, 57(8): 206-213. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0194

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了探究羟基亚乙基二膦酸(HEDP)镀铜工艺的工程化应用的可行性，分别采用HEDP 镀铜与氰化(CN)镀铜方法在A3 钢表面制备铜镀层，对比2 种工艺制备铜镀层的宏微观形貌、沉积速率、分散能力及深镀能力，同时对HEDP 铜镀层的结合力及氢脆性能进行表征。结果表明:HEDP 铜镀层结晶细致、晶粒呈紧密的沟壑起伏分布；氰化铜镀层呈大小不一的颗粒状结构。当电流密度为1.0 A/dm2时，HEDP 铜镀层的沉积速率达到0.19 μm/min，较CN 镀铜工艺0.14 μm/min 的沉积速率提高了35.7%。 HEDP 镀铜与CN 镀铜工艺的分散能力、深镀能力相当。 HEDP 铜镀层在钢铁基体表面的结合力良好，氢脆性能合格。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2024年, 第57卷, 第8期　刊出日期：2024-08-15

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2024年, 第57卷, 第8期 刊出日期：2024-08-15

2024年, 第57卷, 第8期　刊出日期：2024-08-15