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电偶腐蚀引起的30CrMnSiA钢力学性能的退化

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应用力学学报 2017年第1期34卷 95-99页

作者：张小明闫雅琨魏威万通张茹雍兴跃中航工业第一飞机设计研究院西安710089 北京化工大学北京100029

研究了TC4钛合金与30CrMnSiA合金钢耦接后,其电偶腐蚀对电偶对中阳极30CrMnSiA合金钢力学性能的影响。结果发现:随着时间的延长,30CrMnSiA合金钢因电偶腐蚀引起合金钢厚度减薄量不断增加,使得30CrMnSiA合金钢的力学性能因合金钢有效承... 详细信息

研究了TC4钛合金与30CrMnSiA合金钢耦接后,其电偶腐蚀对电偶对中阳极30CrMnSiA合金钢力学性能的影响。结果发现:随着时间的延长,30CrMnSiA合金钢因电偶腐蚀引起合金钢厚度减薄量不断增加,使得30CrMnSiA合金钢的力学性能因合金钢有效承载尺寸减小而降低;与拉伸载荷变化趋势相比,由于腐蚀作用,30CrMnSiA合金钢的表面硬度降低更为明显。

关键词：钛合金合金钢电偶腐蚀力学性能力学损伤

舰船海水管系中紫铜/钢制管道耦接后电偶腐蚀的数值模拟研究

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中国腐蚀与防护学报 2022年第2期42卷 200-210页

作者：王炳钦张晓莲雍兴跃周欢高新华北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 海洋化工研究院有限公司青岛266071 中国舰船研究设计中心武汉430064

基于流场、浓度场与电化学动力学过程的耦合,采用COMSOL Multiphysics软件,模拟研究了紫铜(TP2Y)与#20钢管道耦接后在静态、流动3.5%(质量分数) NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,并预测了静态条件下电偶腐蚀的发展趋势。结果表明,在耦接的异... 详细信息

基于流场、浓度场与电化学动力学过程的耦合,采用COMSOL Multiphysics软件,模拟研究了紫铜(TP2Y)与#20钢管道耦接后在静态、流动3.5%(质量分数) NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,并预测了静态条件下电偶腐蚀的发展趋势。结果表明,在耦接的异种金属管道中,TP2Y管道作为阴极受到保护,#20钢管道作为阳极受到腐蚀,其腐蚀长度均受管径大小、介质流动以及时间的影响。当管径增大时,电偶对中阴、阳极金属管道电位变化长度逐渐增大;当管道内介质流速增大时,阴阳极管道的内表面电位较静态下开始正移。同时,在靠近耦接位置时,紫铜(TP2Y)管道内表面电位急剧变负,#20钢管道内表面电位急剧变正,电流密度最大。在静态条件下,电偶对中金属管道内表面电位随着时间发生负移。在48 h后,电位基本不再发生变化,阴阳极的内表面进入稳定状态;在30 d后,在靠近阳极金属管道法兰处的总厚度减薄约8.87μm,阳极金属管道的腐蚀长度约为800 mm。

关键词：异种金属管道电偶腐蚀数值模拟电位分布电流分布腐蚀预测

铜/锌在不同pH土壤模拟液中的电偶腐蚀行为

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腐蚀与防护 2022年第2期43卷 28-33,61页

作者：陈云翔林德源范晓磊张俊喜洪毅成蔡建宾国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 上海电力大学电力材料防护与先进材料上海市重点实验室上海200090

采用开路电位、动电位极化、土壤模拟液中电偶电流测试、丝束电极以及扫描振荡电极技术(SVET)研究了在不同pH土壤模拟液中Cu/Zn电偶对的电偶腐蚀程度以及空间分布特征。结果表明:随着介质pH的降低,Cu/Zn电偶对的腐蚀速率增加。并且在Cu... 详细信息

采用开路电位、动电位极化、土壤模拟液中电偶电流测试、丝束电极以及扫描振荡电极技术(SVET)研究了在不同pH土壤模拟液中Cu/Zn电偶对的电偶腐蚀程度以及空间分布特征。结果表明:随着介质pH的降低,Cu/Zn电偶对的腐蚀速率增加。并且在Cu/Zn电偶对形成的电场作用下铜锌电偶对中锌的腐蚀主要发生在铜/锌电偶对界面附近。

关键词：土壤腐蚀接地网材料电偶腐蚀 pH

CF8611/AC531复合材料性能及与7B04铝合金电偶腐蚀的电化学研究

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材料工程 2019年第1期47卷 97-105页

作者：陈跃良王安东卞贵学张勇海军航空大学青岛校区山东青岛266041

借助电化学工作站、扫描电镜和能谱仪等设备,测量了CF8611/AC531复合材料的正面(FS)试件和侧面(SS)试件及7B04-T74铝合金在3.5%(质量分数,下同)NaCl或3.5%NaCl+12.5%Cu_2SO_4电解液中的极化曲线及电偶腐蚀参量,并观测了微观形貌;基于电... 详细信息

借助电化学工作站、扫描电镜和能谱仪等设备,测量了CF8611/AC531复合材料的正面(FS)试件和侧面(SS)试件及7B04-T74铝合金在3.5%(质量分数,下同)NaCl或3.5%NaCl+12.5%Cu_2SO_4电解液中的极化曲线及电偶腐蚀参量,并观测了微观形貌;基于电化学理论、稳态腐蚀场和参数化扫描,建立了复合材料磨损状态下二者的电偶腐蚀动态模型。结果表明:该型复合材料性能稳定,但原始表面存在碳纤维裸露缺陷,缺陷位置常在碳纤维束重叠区,密度均值4.3个/mm^2,面积均值0.0184mm^2/个;阴极反应速率与缺陷面积密切相关,据此划分了活性阴极区和惰性阴极区;电偶腐蚀中,铝合金的主要腐蚀形式为点蚀,未见复合材料失效;电偶腐蚀有限元模型有效、可用,总电偶电流I_g与缺陷面积S正线性相关;当S_(FS)∶S_(SS)约为5.53∶1时,二者对7B04-T74铝合金的电偶效应相同。

关键词：复合材料铝合金性能电偶腐蚀电化学

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铝合金表面TA15钛合金涂层电偶腐蚀行为

热加工工艺 2023年

作者：梁广韩国峰路广勋杨善林范文超陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室 63926部队陆军装备部驻太原地区第二军事代表室 63893部队

针对海洋环境下铝合金器件与钛合金接触过程中发生的对偶腐蚀问题,采用超音速微粒沉积技术在6061铝合金表面制备TA15钛合金耐腐蚀涂层。通过超音速微粒沉积技术,实现TA15钛合金的致密沉积,对涂层的沉积效果以及涂层自身的耐腐蚀性能进... 详细信息

针对海洋环境下铝合金器件与钛合金接触过程中发生的对偶腐蚀问题,采用超音速微粒沉积技术在6061铝合金表面制备TA15钛合金耐腐蚀涂层。通过超音速微粒沉积技术,实现TA15钛合金的致密沉积,对涂层的沉积效果以及涂层自身的耐腐蚀性能进行表征,并对其与TC4钛合金的电偶腐蚀行为进行实验。结果表明:超音速微粒沉积技术下,TA15钛合金粒子实现了有效的塑性变形,涂层与粒子间形成了明显的熔化区,阻碍了腐蚀介质的进入,实现了有效的腐蚀防护。通过在6061铝合金表面制备TA15钛合金耐腐蚀涂层,并与TA15钛合金进行电偶腐蚀实验,腐蚀电流由9.62μA·cm-2降为0.132μA·cm-2,接触腐蚀敏感性由D级降到A级。根据实验结果,喷涂涂层可直接与TA15钛合金进行接触使用,能解决6061铝合金与钛合金接触腐蚀问题造成的零件失效的工业问题。

关键词： 6061铝合金 TA15钛合金涂层电偶腐蚀

铁氧化菌对20钢在模拟油田采出液中电偶腐蚀的影响

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电镀与涂饰 2023年第10期42卷 1-8页

作者：张丽于鑫吴云龙袁菲芸朱健健王超李丽敏钱慧娟高清河黑龙江省油田应用化学与技术重点实验室(大庆师范学院) 黑龙江大庆163712 大庆油田有限责任公司第五采油厂黑龙江大庆163513

采用丝束电极测试、耦合电流测试、电化学阻抗谱测试等电化学方法,结合表面形貌分析技术,研究了模拟油田采出液中铁氧化菌(IOB)对CaCO_(3)+SiO_(2)沉积层覆盖金属与裸金属之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明,IOB增强了沉积层覆盖金属与... 详细信息

采用丝束电极测试、耦合电流测试、电化学阻抗谱测试等电化学方法,结合表面形貌分析技术,研究了模拟油田采出液中铁氧化菌(IOB)对CaCO_(3)+SiO_(2)沉积层覆盖金属与裸金属之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明,IOB增强了沉积层覆盖金属与裸金属之间的电偶效应。在丝束电极测试中,浸泡前6 d内IOB体系的峰值电流密度小于无菌体系,但随着浸泡时间的延长出现反转。电化学阻抗谱测试表明沉积层覆盖金属作为阳极,其表面保护层较为疏松,而裸金属作为阴极,其表面保护层较为致密。IOB促进了沉积层覆盖金属的局部腐蚀,抑制了裸金属的局部腐蚀。

关键词：碳钢油田采出液铁氧化菌电偶腐蚀局部腐蚀垢下腐蚀

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电偶腐蚀对接触电极间压紧力的影响

强激光与粒子束 2015年第2期27卷 298-301页

作者：刘远东尹益辉帅茂兵蒲朕刘剑钊中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室四川绵阳621907

电偶腐蚀会导致受载结构中内力的变化,从而改变结构性能。研究电偶腐蚀对结构内力的影响规律,利于提高相关结构的设计水平。设计接触端面为圆平面的圆柱形电极,采用恒位移加载方式使两个接触面相互压紧,同时将电极浸泡在质量分数3.5%的N... 详细信息

电偶腐蚀会导致受载结构中内力的变化,从而改变结构性能。研究电偶腐蚀对结构内力的影响规律,利于提高相关结构的设计水平。设计接触端面为圆平面的圆柱形电极,采用恒位移加载方式使两个接触面相互压紧,同时将电极浸泡在质量分数3.5%的NaCl溶液中进行腐蚀,测试给出了压紧力随腐蚀时间的变化曲线。与实验状态相对应,用电极表层腐蚀区的径向和轴向尺寸以及等效弹性常数表征电偶腐蚀效应,根据实验观察近似取定腐蚀区尺寸,建立微观尺度的材料性能模拟模型和宏观尺度的结构力学模拟模型,计算给出了腐蚀区的材料性能参数和腐蚀一定时间后电极之间的压紧力,计算结果与实验结果大致吻合。该项研究同时为数值模拟电偶腐蚀对结构力学行为的影响提供了新的方法。

关键词：电偶腐蚀电极有限元方法压紧力两尺度模拟

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电场作用下铜/银电偶腐蚀机理研究

电场作用下铜/银电偶腐蚀机理研究

作者：吴凤麒武汉工程大学

学位级别：硕士

铜是一种常用于导线、电缆、电子集成系统中的金属材料,具有良好的导电性、延展性和导热性等优点,使其在电子系统中具有广泛的研究价值和应用领域。然而,铜易被氧化和腐蚀。因此,在电子系统中,常采用化学浸银对铜进行表面处理。但是薄... 详细信息

铜是一种常用于导线、电缆、电子集成系统中的金属材料,具有良好的导电性、延展性和导热性等优点,使其在电子系统中具有广泛的研究价值和应用领域。然而,铜易被氧化和腐蚀。因此,在电子系统中,常采用化学浸银对铜进行表面处理。但是薄的银镀层常存在微孔,因此极易诱发电偶腐蚀。本文以铜和银作为研究对象,结合电化学方法和现代表征分析技术,在外加直流电场和外加交变电场环境下,研究铜、银在服役过程中的电偶腐蚀行为,并揭示其作用机理。主要的研究工作和结果如下:1.结合电化学方法和表面分析技术研究了外加直流电场环境下铜/银的电偶腐蚀行为。结果表明,铜始终作阳极,银始终作阴极,外加直流电场降低了铜的电偶腐蚀速率。外加电场后,在无电流的情况下,外加直流电场改变了铜的腐蚀行为降低了铜银之间的电偶效应,从而减缓了铜银之间的电偶腐蚀速率;在有电流的情况下,由于外加直流电场负极处的析氢反应使得局部OH离子的浓度增加,在电场梯度的作用下向电场正极迁移,从而导致电偶腐蚀的阴极过程受到抑制,进一步降低了铜银之间的电偶腐蚀速率。2.结合电化学方法和表面分析技术研究了外加交变电场环境下铜/银的电偶腐蚀行为。外加交变电场降低了铜、银之间的电偶效应,减缓了铜的腐蚀速率。与无电场相比,外加交变电场后腐蚀电位负移,阴极电流密度明显减小,阻抗增大,导致铜的阴极过程被抑制。在有电流的情况下,与有电场无电流相比,漏电电流促进了铜银之间的电偶腐蚀速率,归因于交变电场负极处的析氢反应产生的OH离子在漏电电流的作用下迅速迁移到正极板表面,从而导致电偶腐蚀的阴极过程加快。幅值、频率和波形对腐蚀电位均有显著的影响。增大交变电场的频率后,腐蚀电位负移,阴、阳极电流密度增大,阻抗减小,铜的腐蚀速率也增大。这归因于频率的升高加速了溶液中的氯离子向铜表面渗透,进而破坏腐蚀产氧化膜,加速了铜的阳极过程。增大交变电场的幅值后,腐蚀电位负移,阴极电流密度增大,阻抗减小,这可能归结为交变电场的频率一定时,幅值越大,产生的漏电电流就越大,而漏电电流能促进溶液中阴离子的定向移动,使OH朝正极板的方向移动,使铜阴极反应加速。正弦波交变电场中铜的腐蚀速率比三角波交变电场的腐蚀速率要大,这可能归结为正弦波的平均幅值大于三角波的平均幅值,从而导致施加正弦波时的漏电电流较施加三角波时的漏电电流更大。

关键词：铜银电偶腐蚀直流电场交变电场

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微弧氧化处理对钛-钢电偶腐蚀行为的影响

表面技术 2019年第7期48卷 122-134页

作者：胡裕龙卜世超王智峤海军工程大学基础部武汉430033 海军研究院特种勤务研究所北京100073

目的采用微弧氧化(MAO)在TA2表面形成陶瓷绝缘层,以显著减弱或消除TA2与10CrNiCu钢连接构件的电偶电池作用。方法采用不同氧化时间获得了2种MAO膜厚度的试样,通过电偶对试样的挂片实验及模拟电偶对的电化学实验,研究了微弧氧化处理对10C... 详细信息

目的采用微弧氧化(MAO)在TA2表面形成陶瓷绝缘层,以显著减弱或消除TA2与10CrNiCu钢连接构件的电偶电池作用。方法采用不同氧化时间获得了2种MAO膜厚度的试样,通过电偶对试样的挂片实验及模拟电偶对的电化学实验,研究了微弧氧化处理对10CrNiCu/TA2电偶对在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响,研究了模拟电绝缘电偶对的电化学实验方法。结果在TA2与10CrNiCu之间形成的MAO膜可显著降低它们之间的电偶电池作用,MAO膜厚度的增加可以提高电绝缘的效果,当MAO膜厚度约为25μm时,电偶对挂片试样中10CrNiCu的腐蚀速度仅比自腐蚀时大约7%。当整体微弧氧化的TA2与10CrNiCu短路连接时,随着浸泡时间的延长,其电偶电流反而会大于10CrNiCu/TA2电偶对。在10CrNiCu/TA2电偶对中串联MAO样品以模拟电绝缘层时,MAO膜的质量对电绝缘效果有明显的影响,质量良好的MAO膜可显著抑制电偶腐蚀。结论MAO膜的电绝缘效果良好,当MAO膜厚度大于25μm时,可基本消除TA2与10CrNiCu之间的电偶电池作用。由于湿态MAO样品与电阻有明显的差异,串联湿态MAO样品的电偶对与实际的10CrNiCu/TA2接头也有明显差异,在电偶对中串联绝缘材料不能准确模拟电绝缘异金属连接接头。

关键词：电偶腐蚀钢钛微弧氧化电绝缘