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基于微尺度数字图像相关法的预腐蚀对增材制造AlSi10Mg损伤失效影响

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航空材料学报 2024年第3期44卷 95-101页

作者：江圣杜娟宋海鹏中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

通过光学显微镜下的原位拉伸实验和微尺度数字图像相关方法(μ-DIC)观测预腐蚀增材制造AlSi10Mg的损伤演化和失效过程,并结合微观变形场演化、材料微观结构、三维腐蚀形貌和断口微观形貌等丰富的实验信息分析材料的微裂纹萌生和扩展行... 详细信息

通过光学显微镜下的原位拉伸实验和微尺度数字图像相关方法(μ-DIC)观测预腐蚀增材制造AlSi10Mg的损伤演化和失效过程,并结合微观变形场演化、材料微观结构、三维腐蚀形貌和断口微观形貌等丰富的实验信息分析材料的微裂纹萌生和扩展行为。结果表明:腐蚀坑周围和亚表面缺陷(由增材制造工艺引起)的应力集中导致微裂纹萌生;存在多个微裂纹同时萌生现象,源于关键损伤区域的裂纹扩展和合并主导了试件的最终破坏;材料微观结构和腐蚀形态对微裂纹扩展也存在重要影响。

关键词：增材制造铝合金局部腐蚀原位拉伸测试数字图像相关法损伤演化

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房屋建筑工程施工技术及现场施工管理

四川建材 2024年第7期 153-155页

作者：宋海鹏山西五建集团有限公司

经济持续发展推动了建筑业快速发展，也为其带来更多机遇，提高建筑工程施工技术与施工管理能力，为房屋建筑工程质量提供保障。房屋建筑工程施工的过程中，要求施工单位不但要对施工技术进行合理选择，而且要提升施工管理力度，全面落... 详细信息

经济持续发展推动了建筑业快速发展，也为其带来更多机遇，提高建筑工程施工技术与施工管理能力，为房屋建筑工程质量提供保障。房屋建筑工程施工的过程中，要求施工单位不但要对施工技术进行合理选择，而且要提升施工管理力度，全面落实施工管理工作，使建筑工程管理工作更加科学、规范。建筑工程现场施工管理过程中，务必提高工程质量管理与安全管理的关注度，进而使整体工程在质量与安全方面均具有良好基础。针对房屋建筑工程技术与管理原则相关问题进行分层剖析，为房屋建筑工程顺利推进施工任务提供保障，同时推动建筑业更好发展。

关键词：房屋建筑工程施工技术现场施工管理

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DCC装置外取热器泄漏原因分析与操作探讨

化工管理 2024年第9期 133-135页

作者：刘涛宋海鹏中海石油宁波大榭石化有限公司浙江宁波315812

DCC装置运行第二个周期出现了外取热器筒体穿孔泄漏隐患,并及时进行了贴板补强。文章通过对外取热器筒体泄漏及管束泄漏的现象、原因等方面的分析,发现外取热器泄漏会对装置造成巨大影响,并针对外取热器泄漏的原因提出合理的建议和优化... 详细信息

DCC装置运行第二个周期出现了外取热器筒体穿孔泄漏隐患,并及时进行了贴板补强。文章通过对外取热器筒体泄漏及管束泄漏的现象、原因等方面的分析,发现外取热器泄漏会对装置造成巨大影响,并针对外取热器泄漏的原因提出合理的建议和优化操作方法,以保证装置的长周期运行。

关键词：外取热器筒体泄漏管束泄漏

不同阳极氧化电压对2A12铝合金表面性能的影响

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有色金属工程 2024年第3期14卷 15-26页

作者：魏士钧汪鸿宇宋海鹏杜娟刘礼平中国民航大学天津300300

以2A12铝合金为基体进行硫酸-硫酸铝阳极氧化,研究了不同阳极氧化电压对阳极氧化膜微观形貌、成分、孔隙率、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明:不同阳极氧化电压下生成的氧化膜都呈多孔状形貌;20 V时样品表面孔隙率最大(4.394%)、含氧... 详细信息

以2A12铝合金为基体进行硫酸-硫酸铝阳极氧化,研究了不同阳极氧化电压对阳极氧化膜微观形貌、成分、孔隙率、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明:不同阳极氧化电压下生成的氧化膜都呈多孔状形貌;20 V时样品表面孔隙率最大(4.394%)、含氧量最高(35.76%);30 V时表面粗糙度最大(34.9);随着阳极氧化电压增加,样品表面的耐蚀性呈现先增大后减小的趋势,20 V时耐蚀性最强。将经过最佳阳极氧化的铝合金基体涂敷环氧涂层后,对其力学性能和耐蚀性进行分析,结果表明阳极氧化工艺可大大提高涂层样品的结合力和耐蚀性。

关键词：阳极氧化铝合金孔隙率电化学阻抗

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金属表面复合防腐膜的制备及机理研究进展

材料导报 2022年第3期36卷 183-190页

作者：杜娟李芳宋海鹏魏子明李香云中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

金属腐蚀给社会发展带来了巨大的经济损失和危害,随着工业和科学技术的发展,腐蚀科学在国民经济中所占的地位越来越重要。因此金属材料的腐蚀与防护关系到整个国计民生与经济的可持续发展。众所周知,金属腐蚀过程的开始主要发生于金属... 详细信息

金属腐蚀给社会发展带来了巨大的经济损失和危害,随着工业和科学技术的发展,腐蚀科学在国民经济中所占的地位越来越重要。因此金属材料的腐蚀与防护关系到整个国计民生与经济的可持续发展。众所周知,金属腐蚀过程的开始主要发生于金属与环境的界面上,因此在金属表面制备防腐膜就有可能减缓或者阻止金属腐蚀的发生,从而达到防腐蚀的目的。在金属表面制备防腐膜可以在很大程度上阻隔金属与环境的直接接触,从而减缓化学腐蚀以及电化学腐蚀的发生。但单一的防腐膜因结构不完整、存在空隙、易脱落等缺点不能发挥长时间且有效的防护作用。在金属表面制备高性能多功能的复合膜已成为目前腐蚀与防护领域的一个研究热点。从腐蚀的角度来看,一般防腐膜可分为无机膜、有机膜和无机-有机杂化膜。近年来国内外学者在此领域进行了广泛研究并取得了很多成果。金属表面复合防腐膜在制备方法上差异较大,不同制备方法的金属基体种类、膜特征、成膜方式均不同;在性能研究方面,疏水性、抗菌性和防腐性之间并不是相互独立的,疏水性可以有效减少腐蚀物质对金属表面的腐蚀,抗菌性也可在一定程度上预防金属表面的腐蚀,这两种性能都对防腐性能有增强的效果。在一些高温、高湿环境中,非常容易滋生细菌,发生腐蚀,因此制备具有疏水性、抗菌性和防腐性能的多功能膜至关重要。本文归纳了金属表面复合膜的研究进展,分别对复合膜的制备方法、性能、机理等进行介绍,分析了金属表面复合膜未来面临的问题并展望其前景,以期为金属表面高性能且绿色环保的复合膜提供参考。

关键词：金属腐蚀复合防腐膜等离子体电解氧化缓蚀剂

2A12铝合金基体超疏水表面制备及性能研究

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材料科学与工艺 2023年第2期31卷 83-89页

作者：王兆林李香云宋海鹏杜娟中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

铝合金在使用过程中极易引发基体腐蚀现象,如点蚀、晶间腐蚀等,为保障铝合金在腐蚀环境中的应用,可通过建立超疏水表面改变铝合金表面的润湿性,从而在一定程度上减少腐蚀液与铝合金表面的接触,进而改善耐蚀性。本文通过酸刻蚀和沸水刻... 详细信息

铝合金在使用过程中极易引发基体腐蚀现象,如点蚀、晶间腐蚀等,为保障铝合金在腐蚀环境中的应用,可通过建立超疏水表面改变铝合金表面的润湿性,从而在一定程度上减少腐蚀液与铝合金表面的接触,进而改善耐蚀性。本文通过酸刻蚀和沸水刻蚀两种方法在铝合金表面构筑微纳米结构,并使用低表面能物质硬脂酸进行表面处理得到超疏水表面。采用扫描电子显微镜、接触角测试仪、原子力显微镜分别对铝合金表面形貌、疏水性和粗糙度进行测试,得到两种方法的最佳制备时间,而后通过极化曲线对两种方法制备的铝合金表面耐蚀性能进行对比,进而研究两种刻蚀方法对铝合金耐蚀性的影响。实验结果表明:酸刻蚀时间为15 s时,铝合金表面接触角达到峰值163.9°,呈现超疏水状态,相对于空白样品,表面粗糙度增加了24倍,电化学自腐蚀电位正向移动0.362 8 V;沸水刻蚀时间为1 min时,其表面接触角达到峰值109.6°,比空白样品疏水性强但未呈现超疏水状态,相对于空白样品,经沸水刻蚀的铝合金表面粗糙度增加了4.4倍,电化学自腐蚀电位正向移动0.074 8 V。两种方法处理得到的铝合金表面的耐蚀性与空白铝合金试样相比均有显著提高,而酸刻蚀法的缓蚀效率远高于沸水法,可达94.13%。

关键词：超疏水表面酸刻蚀沸水耐蚀性缓蚀效率

预腐蚀7050-T7651铝合金微裂纹的萌生与扩展

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有色金属工程 2023年第7期13卷 25-30,60页

作者：刘京白正官宋海鹏中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

开展不同预腐蚀时间下7050-T7651铝合金的扫描电子显微镜原位拉伸实验,利用扫描电子显微镜观原位、在线测试件表面微观裂纹的萌生、扩展,分析腐蚀对铝合金微裂纹行为的影响。结果表明:随着腐蚀程度加剧,试件表面腐蚀坑密度增大,形成腐... 详细信息

开展不同预腐蚀时间下7050-T7651铝合金的扫描电子显微镜原位拉伸实验,利用扫描电子显微镜观原位、在线测试件表面微观裂纹的萌生、扩展,分析腐蚀对铝合金微裂纹行为的影响。结果表明:随着腐蚀程度加剧,试件表面腐蚀坑密度增大,形成腐蚀坑群,试件的承载能力也随之下降。微裂纹主要萌生于试件缺口粗糙表面和试件表面蚀坑处,微裂纹数量随着腐蚀时间的延长而增多;缺口产生的微裂纹与相邻的蚀坑微裂纹相互联结形成主裂纹,主导试件的损伤失效过程。腐蚀损伤较轻时,主裂纹尖端附近的蚀坑会引起裂纹分支;腐蚀损伤较重时,腐蚀坑诱导的多条微裂纹与主裂纹发生多次联合,影响了主裂纹的扩展方向与路径;切应力在裂纹扩展过程中也起到了重要作用,开裂模式为Ⅰ/Ⅱ混合断裂模式。

关键词：航空铝合金扫描电子显微镜原位实验腐蚀微裂纹萌生微裂纹扩展

3D打印铝合金表面Ce-ZSM-5自愈合膜制备及应力腐蚀开裂防护

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材料科学与工程学报 2023年第6期41卷 948-957,988页

作者：雷乂舻魏子明宋海鹏杜娟中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

在3D打印铝合金表面制备防腐膜可有效提高金属材料抗应力腐蚀性能。本研究在3D打印铝合金表面制备了Ce-ZSM-5自愈合膜,并结合电化学阻抗谱(EIS)原位解析法和数字图像相关技术(DIC)研究其对应力腐蚀开裂(SCC)的防护作用和相关机理。研究... 详细信息

在3D打印铝合金表面制备防腐膜可有效提高金属材料抗应力腐蚀性能。本研究在3D打印铝合金表面制备了Ce-ZSM-5自愈合膜,并结合电化学阻抗谱(EIS)原位解析法和数字图像相关技术(DIC)研究其对应力腐蚀开裂(SCC)的防护作用和相关机理。研究结果表明:与3D打印铝合金相比,含Ce-ZSM-5自愈合膜的3D打印铝合金的裂纹加速扩展时间和断裂时间均延后了0.5 h。对于一般3D打印铝合金,在裂纹萌生时刻,有局部应变集中区域;裂纹加速扩展时刻,应变集中区域逐渐增大且应变幅度增大;在宏观应变集中出现时刻,应变集中幅度继续增大,说明在此区域微裂纹继续加速扩展且开始汇合。对于含自愈合膜的3D打印铝合金,其防护过程是分两个阶段进行:第一阶段,铝合金表面在防腐膜的作用下,侵蚀性离子无法进入,铝合金基体表面无裂纹产生;第二阶段,随应力和应变持续增加,自愈合膜遭到破坏,铝合金表面产生微裂纹,同时储存在ZSM-5中的Ce^(3+)被释放到裂纹处,与腐蚀过程中产生的氢氧根离子反应生成了Ce(OH)_(3)或CeO_(2)沉淀,达到自愈合的效果。

关键词： 3D打印铝合金自愈合膜应力腐蚀开裂离子交换分子筛

预腐蚀7050-T7651铝合金裂纹扩展行为

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有色金属工程 2022年第8期12卷 39-45,87页

作者：孙力顺白正官宋海鹏中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

开展不同预腐蚀时间下含单边裂纹7050-T7651铝合金单轴拉伸实验;利用数字图像相关观测试件在加载过程中的表面变形场信息,描述裂纹扩展的时空演化特征;通过SEM观测试件断口显微形貌,分析其断裂特征。结合载荷-位移曲线、变形场信息和断... 详细信息

开展不同预腐蚀时间下含单边裂纹7050-T7651铝合金单轴拉伸实验;利用数字图像相关观测试件在加载过程中的表面变形场信息,描述裂纹扩展的时空演化特征;通过SEM观测试件断口显微形貌,分析其断裂特征。结合载荷-位移曲线、变形场信息和断口形貌研究预腐蚀损伤对铝合金裂纹扩展行为的影响。结果表明:腐蚀损伤达到一定程度会导致铝合金试件承载能力的下降;腐蚀损伤较轻时,腐蚀损伤引发裂纹偏折,改变裂纹扩展路径;随着腐蚀程度加剧,腐蚀损伤会引起二次裂纹形核,裂纹联合、扩展导致了试件的最终失效。断口分析表明裂纹扩展的关键区域均存在腐蚀和材料脆化特征,证实腐蚀损伤对材料断裂路径和失效模式的重要影响。

关键词： 7050-T7651铝合金预腐蚀裂纹扩展数字图像相关断口形貌