现代航空航天器的快速发展对其高温结构材料的性能要求日趋提高，超高温陶瓷(UHTCs)涂层具有高熔点、优异的耐烧蚀性能和化学稳定性，是极具潜力的航天发动机、高超声速飞行器的热防材料。系统介绍了UHTCs涂层的发展概况，重点综述了碳化物和硼化物UHTCs的抗氧化烧蚀性能、研究现状和不足，并展望了该类涂层材料的发展前景和趋势，以期为耐烧蚀超高温复相陶瓷涂层材料的开发提供有益参考。

针对铝合金阳极氧化膜传统重金属封闭体系的环境风险，亟需系统解析环境友好型封闭技术的反应机理与耐蚀机制。通过综述铝合金阳极氧化膜层制备工艺及多孔结构特性，剖析了传统封闭(热水/铬盐/镍盐)的技术局限；进而聚焦Li、Ce、Mn 3类环保体系，从封闭反应路径、产物化学特性、耐蚀机制及自修复功能等多个维度展开讨论。Li盐体系存在pH值调控封闭行为，酸性条件下生成LiAlO2，碱性条件下形成LiAl-LDH(层状双氢氧化合物)，其耐蚀性源于物理屏障以及层间离子交换反应；Ce盐体系凸显其Ce3＋/Ce4＋价态间的转变赋予的动态自修复能力，耐蚀机制依靠水解产物协同物理封堵与化学钝化效应；锰盐体系通过构建Mn2＋-Mn4＋-Mn7＋之间的多价态循环，模拟了铬酸盐的钝化机制。该循环所产生的氧化还原作用能够在材料表面损伤区被重新触发，从而驱动活性组分的再沉积与再钝化。基于所揭示的Li/Ce/Mn体系的构效关系与机制差异，为无铬封闭技术的设计提供理论框架，并指明通过价态调控与多机制耦合提升环境适应性是未来核心方向。

金属埋地管道外腐蚀受土壤环境条件、微生物活动、杂散电流干扰等多种因素综合影响。分析了金属埋地管道主要腐蚀因素的作用机制，探讨了不同腐蚀环境下管道的腐蚀行为，并总结腐蚀影响规律，为土壤腐蚀环境评价和埋地管道的靶向防治提供思路。其中，防护涂层作为埋地管道外腐蚀防护的关键手段之一，应用最为广泛。概述了目前市场上4种主流埋地管道外防护涂层技术在实际工程中的适用性和局限性，并介绍了纳米新材料作为填料对新型防护涂层性能的定向调控及精准化优化研究现状，剖析了纳米填料的防腐机理，最后对新材料创新应用在提升涂层防护性能等方面的技术优势与潜力进行了展望。

为延长铜合金电接触部件的服役寿命，解决其因表面氧化和机械磨损导致的失效问题，通过脉冲电沉积技术制备Ni-Mo镀层，并采用响应面法(RSM)结合遗传算法(GA)对脉冲电沉积工艺参数进行多目标优化。基于Box-Behnken设计，系统分析了占空比(10%～50%)、电流密度(2 ～4 A/dm2)及频率(100 ～500 Hz)对镀层显微硬度、耐磨性及耐蚀性的协同影响。实验表明，低占空比下的镀层普遍拥有更好的性能，但镀层的耐磨性能与耐蚀性存在显著竞争关系，需通过多目标优化策略实现性能平衡。由响应面结果经遗传算法获得帕累托最优解，通过加权决策确定最佳脉冲参数为占空比10%、电流密度4 A/dm2、频率460 Hz，优化后镀层形成细晶-高钼复合结构，综合性能提升，硬度为471.287 HV0.05，稳态摩擦系数为0.264，磨损率为2.985 0×10－5 mm3/(N·m)，自腐蚀电流密度为1.734 0×10－6 A/cm2，电荷转移电阻为7 748 Ω·cm2，同步改善了耐磨性与耐蚀性。

为防控电网设备大气腐蚀风险，以河南省各个地区的现场测试数据为研究对象，重点分析碳钢与镀锌钢的腐蚀空间分布规律及其主要驱动因素，并探讨河南省大气环境因子的空间分布特征。基于133个变电站的金属试样3年现场暴露试验数据和113个大气环境检测站点的数据，采用普通克里金插值技术分别绘制试样大气腐蚀图和大气环境分布图，并对用于绘制大气腐蚀图的4种半变异函数模型进行交叉验证。同时，运用灰色关联分析方法量化了大气环境因子对腐蚀速率的影响。研究结果表明，碳钢与镀锌钢的腐蚀速率存在明显空间差异性，且指数模型和三角模型分别在对碳钢和镀锌钢的腐蚀速率预测中表现最佳。此外，驱动碳钢与镀锌钢腐蚀行为的主要大气环境因子也存在明显差异。综合应用克里金插值与灰色关联分析方法，首次构建河南省大气腐蚀图，填补了河南省区域腐蚀评估研究空白。研究成果可为河南省电网设备差异化防护策略提供科学依据，对延长材料服役寿命、保障电网安全运行具有重要工程价值。

随着南北极的不断开发，极地的科研和航运价值变得日趋重要，开发服务于极地区域的船舶、海洋设施的材料需求也逐渐增多。为此，针对极地船舶用F级低温钢，利用UMT-3 Tribolab摩擦磨损试验机测试了极地船舶用新型F40钢和Q355钢在－60 ℃至室温环境下的耐磨性能。试验结果表明:低温对材料的摩擦磨损性能有显著影响，F40钢在低温下的耐磨性较好。随着试验温度的降低，Q355钢的平均摩擦系数从0.351逐渐增大至0.681，F40的平均摩擦系数从0.346逐渐增大至0.651。磨损量则均呈现先增大后减小再增大的趋势，由热机械控制工艺(TMCP)制备的F40钢晶粒大幅细化，同等试验条件下的磨损量要小于Q355钢，Q355钢的损伤主要为片层状渗碳体组织的大面积脱落，而F40钢由于晶粒细化的作用，内部存在大量的晶界，对位错滑移产生了很强的阻碍作用。通过试验发现，2种材料的磨损率均在－20 ℃时达到最大值，－40 ℃时有所减小，其原因是磨损形式发生了变化。在－60 ℃时，F40钢和Q355钢的表面硬度变大，进而导致磨损率进一步增大。随着温度的降低，2种钢的整体损伤形式均由黏着磨损向磨粒磨损和疲劳磨损演化。

机械密封作为工业设备中防止流体泄漏的关键部件，随着工业自动化与高端制造的飞速发展，其实际工况条件日趋严峻。表面织构技术对于提高复杂工况下机械密封的综合性能具有重要的应用价值，为此基于前期多目标优化结果，在机械密封动环端面制备出不同轮廓(马蹄形、腰形、圆形、椭圆形)的表面织构阵列，并利用高速密封摩擦试验机探究织构形状对机械密封摩擦性能和泄漏特性的综合影响规律。试验结果表明，在低载荷区间(50～70 N)与高速工况(4 000～4 800 r/min)下，圆形织构凭借其对称几何特征形成的均匀动压分布，展现出低摩擦、低泄漏的良好综合性能；而在高载荷区间(70～110 N)与中高转速(800 ～4 800 r/min)工况下，腰形织构因双曲率边缘结构产生的连续动压润滑效应，在试验中表现出较优的综合性能。研究结果揭示了织构形貌与机械密封综合性能之间的内在关联，为高性能机械密封上的表面织构设计提供了理论依据。

针对全钒液流电池石墨毡(GF)电极表面惰性、润湿性差及电荷转移缓慢等问题，构建统一高温基线下的等离子体界面调控策略，提升正极VO2＋/VO2＋半电池中的反应活性与稳定性。将原始碳毡(CF)在1 800 ℃惰性气氛中高温活化获得GF，分别采用Ar、O2和N2等离子体进行短时处理，构建气氛和处理时间二维窗口，结合结构表征与电化学测试，系统评估改性前后电极在VO2＋/VO2＋半电池中的氧化还原动力学行为。结果显示:3种等离子体均可使石墨毡由疏水转变为完全亲水，并有效降低电荷转移电阻；其中O2处理30 s时样品表现出较快的界面反应速率，N2等离子体处理10 min时样品在活性与结构完整性之间呈现出较为均衡的特征。统一高温活化基线结合可调等离子体气氛与处理时间，实现了石墨毡表面结构和界面性质的协同调控，为全钒液流电池碳基正极材料的界面工程设计提供了具有可复制性的表面处理策略。

为提高锌铜合金涂层耐腐蚀性能，以不锈钢喷丸/锌铜合金混合粉末为原料(未添加喷丸、喷丸添加量为30%、50%、70%，体积分数)，采用冷喷涂技术制备锌铜合金涂层，使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度和电化学测试对冷喷涂锌铜合金涂层组织和性能进行分析。结果表明:锌铜合金涂层主要由Zn、CuZn5和少量ZnO组成，随着喷丸添加量的增加，Zn相衍射峰半高宽提高。锌铜合金涂层表面粗糙、内部较为致密，喷丸促进了涂层沉积。锌铜合金涂层显微硬度因加工硬化随喷丸添加量的增加而提高，当未添加喷丸和喷丸添加量为30%、50%和70%时，Zn-6Cu涂层显微硬度分别为(82.7±4.1) MPa、(95.2±4.9) MPa、(104.3±8.5) MPa和(108.9±24.3)MPa。提高喷丸添加量可显著增强锌铜合金涂层耐腐蚀性能，喷丸添加量为50%的锌铜合金涂层耐腐蚀性能最好，其腐蚀电流密度、腐蚀速率和电荷转移电阻分别为(2.17±0.65)×10－5 A/cm2、(1.25±0.95) mm/a和(362.3±51.7) Ω·cm2。

航空发动机压气机叶片常使用一种磷酸盐涂层进行防护，这种涂料喷涂制备后通常再采用高温热固化或者振动光饰处理的方式，这些处理方式对涂层微观结构和耐腐蚀性能影响如何至今研究较少，因此，以无机磷酸盐涂层为研究对象，分别采用560 ℃固化(原始工艺工厂正在使用的工艺，命名为工艺A)、350 ℃固化(本工作采用的工艺，命名为工艺B)、350 ℃固化＋振动光饰(本工作采用的工艺，命名为工艺C)3种工艺进行后处理，采用SEM、六位半万用表及酸性盐雾箱等手段对3种涂层的性能进行了测试与评估。结果表明:涂层经历3种后处理的外观颜色明显不同；外部形貌也有较大区别，工艺A涂层表面为致密的片层覆盖的形貌，涂层内部致密度达87%左右；工艺B涂层表面呈松散的颗粒状，内部孔隙更多，致密度约80%；相比工艺B涂层，工艺C涂层表面的形貌改变极为明显，但是内部结构几乎没有改变。酸性盐雾试验、电阻率测试、电化学极化曲线测试结果均表明，单纯的560 ℃固化处理(工艺A)的耐腐蚀性一般，而采用350 ℃处理的涂层(工艺B)的耐腐蚀性能最好；350 ℃固化＋振动光饰(工艺C)的耐腐蚀性能最差，振动光饰严重恶化了涂层的耐腐蚀性能。本工作为发动机工厂涂层后处理方案的选用提供参考数据，对权衡涂层综合性能具有重要的意义和使用价值。

为了改善水轮发电机集电环的表面状态，提升碳刷/集电环摩擦副的载流特性及运行稳定性，采用超音速等离子喷涂技术在集电环常用材料45钢表面制备了Al涂层和NiCr涂层。采用自制载流磨损试验设备测试了2种涂层的电弧烧蚀能力，分析了不同电流密度(0 ～12 A/cm2)下Al涂层和NiCr涂层的摩擦系数、接触电阻及温升特性。结果表明:2种涂层均具有良好的抗烧蚀能力且NiCr涂层的抗烧蚀能力更强，烧蚀10 s后，NiCr涂层表面Fe元素含量仅为2.72%，而Al涂层Fe元素含量为3.65%；Al涂层因低硬度和表面形成的连续Al2O3氧化膜，摩擦系数更低，无电流条件下摩擦系数为0.494，电流密度为12 A/cm2条件下摩擦系数为0.541，但接触电阻较高；NiCr涂层表面形成具有半导体特性的氧化膜，接触电阻较低，电流密度为12 A/cm2条件下NiCr涂层的接触电阻为0.792 Ω；在低电流密度时，Al涂层因高导热性，温升最低；在中高电流密度时，NiCr涂层因产热较少，温升更稳定。研究结果为水轮发电机集电环涂层的选择提供了参考依据，涂层应用需综合考虑电流强度及工况需求，以优化载流摩擦副的长期可靠性。

为了评估Q345R钢在高温熔盐环境中的长期服役性能，考察了其在400 ℃、40%KNO3＋60%NaNO3(质量分数)熔盐中的高温腐蚀行为。采用失重法结合金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)等多种表征手段，揭示了腐蚀速率演变规律与氧化膜形成过程。结果表明:随腐蚀时间从300 h延长至1 200 h，质量损失量由0.003 3 g/cm2增至0.008 5 g/cm2，而腐蚀速率呈现降低趋势，从初始300 h内的1.097 2×10－5 g/(cm2·h)降至1 200 h时的6.392 0×10－6 g/(cm2·h)。XRD分析证实表面腐蚀产物为Fe3O4，且Fe的衍射峰强度随腐蚀时间的延长而下降，表明Fe3O4氧化膜不断形成并覆盖表面；SEM显示腐蚀初期以均匀点蚀为主，至1 200 h时因氧化膜局部脱落形成岛屿状形貌。截面形貌观察表明，Fe3O4氧化膜厚度从300 h的11.43 μm增长至1 200 h的22.50 μm，且膜层逐渐致密化，尽管1 200 h时局部出现微小剥离缝隙，整体结合良好。基于第一性原理计算表明，Fe/Fe3O4界面存在0.48 e的电荷转移，增强了界面化学键合作用，有助于提高Fe3O4氧化膜的附着力和防护性能。综上，Fe3O4膜的逐渐形成与致密化是腐蚀速率降低的关键原因。本研究为Q345R钢在熔盐储能、核能等高温环境中的应用提供了重要的腐蚀数据与理论参考。

为研究某枪管材料在海洋大气环境中的腐蚀行为与机理，采用盐雾试验模拟加速枪管材料腐蚀行为。利用自制的电化学双梳齿平面电极进行腐蚀电化学行为分析。采用失重法对枪管材料腐蚀速率进行宏观分析。采用FT-IR傅里叶红外光谱分析对枪管材料腐蚀产物类型进行分析。采用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物层截面进行微观分析。电化学测试结果显示，随着温度的升高，电极的低频阻抗由108 Ω·cm2下降到105 Ω·cm2，这表明电极的腐蚀速率逐渐增大。随着相对湿度RH由50%增大到70%，电极的低频阻抗显著下降，电极腐蚀速率较高。 RH由70%增大到90%后，RH＝90%时试样的Bode谱表现出2个时间常数，电极的低频阻抗值相较于RH ＝80%基本持平，这是因为在该相对湿度下电极表面生成了连续的腐蚀产物膜层，起到了一定的物理隔绝作用。失重法显示试验过程中材料的平均腐蚀速率相对稳定，没有明显的腐蚀加速和腐蚀抑制。红外光谱分析显示，腐蚀前期材料表面的腐蚀产物主要由γ-FeOOH、β-FeOOH组成，且随着腐蚀时间的延长，γ-FeOOH、β-FeOOH的特征伸缩振动峰强度逐渐增加，表明腐蚀产物在不断增多，同时腐蚀产物中逐渐出现δ-FeOOH，且该结构含量同样随腐蚀时间的延长而略有增加。自制电化学双梳齿平面电极测试结果表明:被测枪管材料的腐蚀倾向随着温度的升高而升高，且随着相对湿度RH的增加而升高。模拟海洋大气环境的盐雾试验结果表明，在短期腐蚀过程中，腐蚀速率基本保持不变，生成的腐蚀产物疏松多孔，对基体的保护作用有限，其主要的腐蚀产物为γ-FeOOH、β-FeOOH和δ-FeOOH。

传统镀金依赖氰化物作为配位剂，而氰化物剧毒，对环境和人体危害极大且处理成本高，无氰工艺彻底避免了氰化物的使用，减少中毒风险。为探索2-羟基吡啶作为辅助配位剂加入至镀金体系中对镀金体系以及镀金效果的影响，通过配制含不同浓度2-羟基吡啶的镀金液进行化学镀金实验，观察镀金体系在0～60 min时间内的镀金速率，分析2-羟基吡啶对金沉积速率的影响；采用扫描电子显微镜(SEM)、Tafel曲线、线性伏安法扫描等分析方法，分析不同质量浓度2-羟基吡啶对所得镀层表面形貌、镀层耐蚀性以及金还原过程的影响。结果表明:2-羟基吡啶在亚硫酸金钠镀金体系能起到辅助配位效果，当2-羟基吡啶质量浓度为5 g/L时，试样在0～10 min的镀金速率为0.208 μm/10 min，在50～60 min时为0.170 μm/10 min；引入2-羟基吡啶后，镍腐蚀现象减少；2-羟基吡啶质量浓度为5～8 g/L时制备的镀层表现出较好的耐蚀性且有较好的阴极极化。本工作为无氰化学镀金在印制电路板(PCB)表面处理技术领域的进一步应用提供了参考。

区域阴极保护技术在实际应用中常出现阴极保护电流需求量大、阴极屏蔽等问题。针对某站场依赖20处检测点评估区域阴极保护系统效果的局限性，结合现场检测与数值模拟技术，系统分析了站场区域管道阴极保护效果及其电位分布特性，提出了管道腐蚀监控及阴极保护系统优化方案并揭示了区域阴极保护阴极屏蔽作用机制。结果表明:在4类阴极保护优化方案中，对欠保护热点管段施加外加电流的防护效果最优。无接地系统时，等管径并行管道的屏蔽效应较弱(电位差＜5 mV)。大小管径并行敷设时，大口径管道对小口径管道产生了阴极屏蔽，导致电位差达38 mV。接地体邻近管道会增强阴极屏蔽效应，交叉时屏蔽范围扩展至24 m、管道电位正向偏移400 mV。本工作可为站场阴极保护系统的设计与运行维护提供理论依据与实践指导。

为揭示油套管在高温高压环境CO2、H2S体系中的腐蚀行为及机理，采用高温高压反应釜，对5种商用油套管钢(N80-1钢、L80-1钢、L80-13Cr钢、P110SS钢、P110钢)在极端CO2、H2S条件(450 ℃、21.00 MPa)下开展动态腐蚀模拟实验，结合失重法和XRD表征，探讨了极端温压下5种油套管钢分别在CO2及CO2/H2S共存环境中的腐蚀主导机制、产物相变规律，以及温度交变对产物膜稳定性与开裂行为的影响。结果表明:(1)在本文研究的高温高压CO2-H2O体系中，5种油套管钢的腐蚀产物主要物相是FeO，管材的耐腐蚀性能由优至劣排序为P110钢＞L80-13Cr钢＞P110SS钢＞L80-1钢＞N80-1钢。水蒸气分压升高可显著提升腐蚀速率(提升77%～371%)，其核心机制是在近临界水中离子活性增强及腐蚀产物膜稳定性下降；(2)在高温高压CO2/H2S共存环境(CO2分压2.43 MPa、H2S分压1.21 MPa)中，H2S腐蚀作用占主导，腐蚀产物以Fe7S8为主；5种油套管钢的耐CO2-H2S-H2O腐蚀性能与管材中Cr含量呈正相关，由优至劣排序为:L80-13Cr钢＞P110SS钢＞N80-1钢＞L80-1钢＞P110钢。值得注意的是，温度交变(450 ℃至常温循环)易触发“膜破裂-氢渗透-应力集中”级联效应，导致硫化物应力腐蚀开裂敏感性显著升高，使腐蚀速率倍增(如P110钢从8.11 mm/a增至16.77 mm/a)。(3)L80-13Cr钢因较高的Cr含量(12.331%)有效优化了腐蚀产物膜结构并抑制了氢渗透，在极端CO2和CO2/H2S共存环境中均表现出优异的抗腐蚀性能，是深部热采井筒管材的优选方案。本研究为极端工况下油套管材料的科学选型与腐蚀防护设计提供了重要依据。

为了进一步了解防锈油诱导金属表面油斑的影响因素及其综合防控方式，通过防锈油油斑试验，系统地评价了不同类型防锈油添加剂在碳钢表面的油斑倾向。结果表明:含不饱和脂肪酸类防锈剂的配方易产生油斑，而磺酸钙/钡盐、饱和脂肪酸衍生物及稳定性良好的成膜剂则油斑风险较低。研究进一步揭示，油斑的形成机理是局部微电池效应与氧化副反应协同作用的结果；水分含量升高会加剧油斑严重程度，金属前处理残留物也可能通过破坏油膜完整性间接诱发油斑。基于机理分析，提出通过优化防锈剂选择、减少不饱和组分添加、引入抗氧剂及控制环境湿度等综合方式，可有效降低防锈油应用过程中的油斑风险。