检索结果-南通市图书馆

作者：张洋贵州大学

学位级别：硕士

本文以20CrMnTi高强钢为主要研究对象,经超声滚压表面强化（USRP）处理后在表面形成梯度强化层,引起电化学性质发生根本改变,产生不同于基体组织的梯度腐蚀行为。本文采取电化学测试来表征逐层减薄暴露出的梯度组织,采用扫描电镜（SEM... 详细信息

本文以20CrMnTi高强钢为主要研究对象,经超声滚压表面强化（USRP）处理后在表面形成梯度强化层,引起电化学性质发生根本改变,产生不同于基体组织的梯度腐蚀行为。本文采取电化学测试来表征逐层减薄暴露出的梯度组织,采用扫描电镜（SEM）来观察梯度层组织形貌,采用EBSD来表征梯度层的晶粒分布,晶界分布和取向分布,采用XRD来得到梯度层的残余应力分布,分析得到试样表层和不同深度的梯度层耐蚀性变化与微观组织之间的对应关系。并通过微区电化学扫描探针技术（skpfm）来表征梯度层局部区域组织的微区电子活性（Volta电势的分布）,进一步采用Volta电势研究技术较为成熟,便于追踪观察的纯铜来计算研究并建立理论模型得到Volta电势与几何必须位错密度之间的数量关系,从而在理论上证明了小角度晶界的存在对梯度层耐蚀性变化的重要影响,为各深度层次组织的腐蚀差异解释提供理论依据。具体研究结果如下。（1）超声滚压处理能够引入残余压应力,降低表面粗糙度,提高材料表面的耐蚀性能,且随着滚压道次的增加,耐蚀性逐渐增加,然而马氏体组织的不均匀变形和过度的滚压变形会导致表面缺陷的产生从而抵消掉滚压对耐蚀性的有利影响。（2）超声滚压试样距表面不同深度的梯度层存在耐蚀性的梯度变化,该变化主要受小角度晶界占比和晶粒尺寸效应的影响。在试样的表面耐蚀性最好（1484200Ω.cm）,随着内部组织的逐层暴露,试样耐蚀性急剧降低并呈梯度变化,值的注意的是在表层等轴晶区向拉长细晶区的过渡区耐蚀性最差（3651.4Ω.cm）,形变细晶区耐蚀性随着距表面距离的增加而缓慢增加,最后在形变粗晶区耐蚀性急剧上升,在接近基体时耐蚀性基本保持不变。（3）skpfm得到的梯度层Volta电势分布与电化学阻抗的梯度分布趋于一致,局部微区电子活性的变化主要受小角度晶界的影响。直接对小角度晶界处的电势测量得到Volta电势和几何必须位错密度之间存在定量的数量联系。即当位错密度超过一个阈值时,Volta电势随位错密度的增加其下降速度逐渐减缓,并接近一个极限值,随后电势对位错密度的变化不再敏感。（4）对渗碳后的20CrMnTi进行超声滚压处理,可降低试样表层的粗糙度,提高材料表层的残余压应力,提高试样表层的耐蚀性。

关键词： 20CrMnTi 超声滚压电化学腐蚀 EBSD skpfm Volta电势

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(Gd,Y)相对GW103K时效合金局部腐蚀的影响

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材料研究学报 2019年第3期33卷 199-208页

作者：于爽贾瑞灵张函张伟郭锋内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古薄膜与涂层重点实验室呼和浩特010051 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护实验室沈阳110016

对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr(GW103K)合金进行193 h时效处理,使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观测块状和链状相的微观结构和腐蚀形貌,使用扫描开尔文探针显微镜(skpfm)测试块状相和链状相与基体之间的相对电势差,研究了这些相对GW... 详细信息

对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr(GW103K)合金进行193 h时效处理,使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观测块状和链状相的微观结构和腐蚀形貌,使用扫描开尔文探针显微镜(skpfm)测试块状相和链状相与基体之间的相对电势差,研究了这些相对GW103K合金局部腐蚀的影响。结果表明:分布在晶内和晶界的单独块状相为Mg2(Gd, Y)相,(Gd, Y)固溶体与Mg2(Gd, Y)相交替排列形成链状相。(Gd, Y)固溶体和Mg2(Gd, Y)相的相对电势均高于基体,与相邻基体形成微电池,(Gd, Y)固溶体和Mg2(Gd, Y)相作为阴极促进了周围基体的腐蚀。尽管(Gd,Y)固溶体与基体之间的相对电势差更大,但是与基体的相界面为共格界面,界面能低、化学稳定性高,因此对基体腐蚀没有更强烈的影响。

关键词：金属材料镁合金腐蚀微电偶 skpfm (Gd,Y)相相对电势

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5182铝合金表面锆化膜的制备及其性能研究

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表面技术 2018年第9期47卷 206-213页

作者：王正曦麻彦龙吴海鹏廖益张洪雨林子皓张毅杜棋忠重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 重庆市模具技术重点实验室(重庆理工大学) 重庆400054 重庆第二师范学院重庆400067 重庆海德世拉索系统(集团)有限公司重庆401120

目的提高5182铝合金的耐蚀性能及与有机漆膜的结合力。方法采用氟锆酸试剂与5182铝合金反应制备锆化膜,探究锆化液pH值、浸泡时间对锆化膜耐蚀性能的影响,并优化制膜工艺。采用SEM、EDS能谱仪及超薄切片仪分析锆化膜的微观结构和成分,结... 详细信息

目的提高5182铝合金的耐蚀性能及与有机漆膜的结合力。方法采用氟锆酸试剂与5182铝合金反应制备锆化膜,探究锆化液pH值、浸泡时间对锆化膜耐蚀性能的影响,并优化制膜工艺。采用SEM、EDS能谱仪及超薄切片仪分析锆化膜的微观结构和成分,结合skpfm分析合金中第二相颗粒的电位对锆化膜形成机理的影响,采用EIS对锆化膜的耐蚀性能进行评价分析,采用涂层附着力自动划痕仪评价锆化涂层对巴斯夫有机漆膜结合力的影响。结果制备锆化膜的最佳工艺为:pH=4.5,浸泡时间2.5 min。在5182铝合金表面制备了一层50～100 nm厚的锆化膜,且该锆化膜优先在阴极性的第二相颗粒上形成。EIS分析表明,在Na_2B_4O_7×10H_2O和NaOH水溶液中,锆化处理试样的低频阻抗值比未锆化处理试样高80?。划痕测试表明,锆化处理试样与未锆化处理试样相比,其临界载荷提高了75%。结论经过锆化最佳工艺处理后,5182铝合金的耐蚀性能提高,且锆化涂层作为中间层,能显著提高有机漆膜与合金基体的结合强度。

关键词： 5182铝合金锆化膜结构耐蚀性能电化学阻抗谱 skpfm 附着力

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生物可降解Mg-Zn-Ca-Zr合金的体外降解行为及生物相容性研究

生物可降解Mg-Zn-Ca-Zr合金的体外降解行为及生物相容性研究

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作者：曹鑫太原理工大学

学位级别：硕士

随着生活水平的提高和老年人口的增多,心血管疾病的发病率呈明显升高趋势。心脏支架植入手术已经成为治疗心血管疾病最有效的措施。近年来,镁合金由于其独特的优势,已广泛被研究作为心血管支架植入材料。镁作为支架材料的突出优势:(1)... 详细信息

随着生活水平的提高和老年人口的增多,心血管疾病的发病率呈明显升高趋势。心脏支架植入手术已经成为治疗心血管疾病最有效的措施。近年来,镁合金由于其独特的优势,已广泛被研究作为心血管支架植入材料。镁作为支架材料的突出优势:(1)镁的密度(1.74 g/cm)与人骨密度(1.8-2.1 g/cm)相近;(2)镁具有与人骨类似的力学性能,可有效避免应力遮挡;(3)镁的天然可降解性,可以避免二次手术取出,有效减少患者的痛苦;(4)镁的阳离子在人体含量中排第四位,微量镁离子的释放对人体有益。由于镁优异的天然属性,镁及其合金有望成为一种新型医用可降解心血管支架材料。本文选用Zn,Ca和Zr作为合金化元素,通过常规铸造法设计熔炼Mg-x Zn-0.5Ca-0.4Zr(x=2、3、4和5 wt.%)合金,并对Mg-4Zn-0.5Ca-0.4Zr合金分别进行固溶时效和挤压处理,并获得不同微观组织的镁合金。通过微观形貌、失重析氢实验、电化学实验、血液相容性及细胞毒性反应合金的降解性能及生物相容性。通过研究镁合金在体外模拟环境中的降解行为,明确降解速率与合金微观组织间的相互作用关系。相关研究结果表明:(1)铸态Mg-x Zn-0.5Ca-0.4Zr(x=2、3、4和5 wt.%)合金微观组织变化:当x=2时,合金的相组成有α-Mg和CaMgZn相;当x=3,4和5时,合金的相组成有α-Mg和MgZn相;此外,随Zn含量的增加,合金平均晶粒尺寸逐渐减小。(2)铸态Mg-x Zn-0.5Ca-0.4Zr(x=2、3、4和5 wt.%)合金的腐蚀机理:CaMgZn相和MgZn相腐蚀电位均高于镁基体,在发生电偶腐蚀时MgZn相充当阴极,而镁基体充当阳极加速基体腐蚀;此外,不同的相形貌对合金腐蚀有不同的影响。当x=4时,沿晶界连续分布的片状MgZn相能阻碍腐蚀蔓延。结果表明,Mg-4Zn-0.5Ca-0.4Zr合金耐蚀性最好(CR=0.815±0.078 mm/y)。(3)热处理态Mg-4Zn-0.5Ca-0.4Zr合金相组成为α-Mg和MgZn相,热处理使MgZn相固溶进镁基体,削弱了电偶腐蚀对镁基体的腐蚀作用,热处理态合金耐蚀性提高;其中,T6(5h)态合金耐蚀性最好(CR=0.612±0.050 mm/y)。挤压态Mg-4Zn-0.5Ca-0.4Zr合金相组成仍为α-Mg和MgZn相,晶粒明显细化且MgZn析出量减少;由于晶界处腐蚀电位稍高于镁基体,所以晶粒越细晶界越多,合金的耐蚀性越好;其中,挤压态E16-1合金耐蚀性最好(CR=0.425±0.040 mm/y)。(4)降解速率与生物相容性间的相互作用关系:铸态,热处理态和挤压态Mg-4Zn-0.5Ca-0.4Zr合金的溶血率均低于5%,且挤压态溶血率最低;此外,L929细胞毒性实验说明合金浸提液无毒性,细胞相对增值率(RGR)均大于75%,且挤压态合金RGR值均大于100%;说明:合金的耐蚀性越好,溶血率越低,对细胞的增值越有利。

关键词： Mg-Zn-Ca-Zr 体外降解电化学 skpfm 生物相容性

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钢筋和Vanax工具钢在不同环境中局部腐蚀行为研究

钢筋和Vanax工具钢在不同环境中局部腐蚀行为研究

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作者：张帆厦门大学

学位级别：硕士

1.钢筋在混凝土模拟液中局部腐蚀行为的研究本文通过电化学方法及局部扫描探针技术,研究了钢筋在混凝土模拟液中的腐蚀行为,以及钢筋的微观结构对腐蚀行为的影响。光学显微镜金相观察和SEM/EDS分析结果显示,实验所用钢筋主要是由铁素... 详细信息

1.钢筋在混凝土模拟液中局部腐蚀行为的研究本文通过电化学方法及局部扫描探针技术,研究了钢筋在混凝土模拟液中的腐蚀行为,以及钢筋的微观结构对腐蚀行为的影响。光学显微镜金相观察和SEM/EDS分析结果显示,实验所用钢筋主要是由铁素体及一定量的珠光体组成,结构中含有少量的MnS夹杂物。通过skpfm对抛光后的钢筋表面表面电位的进行扫描,可判断不同微观组成结构的腐蚀倾向性,结果表明,铁素体边界、珠光体相和MnS夹杂物具有较高的腐蚀倾向性。钢筋在混凝土孔隙液中电化学阻抗谱和动电位极化曲线显示了钢筋表面钝化和去钝化行为,以及pH值和氯离子浓度对钢筋腐蚀行为的影响。原位光学显微的观察结果直观地反映了铁素体相边界和珠光体相上的局部腐蚀的发生和发展。AFM在溶液中的原位测试结果显示了钢筋表面局部腐蚀的细节信息,如与晶界相关的腐蚀产物的生长、腐蚀孔口覆盖壳的形成和腐蚀孔在纵深方向的生长。实验结果表明,钢筋的钝化和局部腐蚀行为不仅受pH和氯离子浓度影响,也受铁素体晶界、珠光体相、MnS夹杂物等微观组成结构的影响。 2.工具钢局部腐蚀行为的研究研究了Vanax 75工具钢在NaCl溶液中的腐蚀行为。通过电化学方法(开路电位测量、电化学阻抗谱、动电位极化)和AFM在溶液中的原位测试,分别对经过高温(HT)和低温(LT)处理的Vanax 75工具钢样品在NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究。并通过skpfm对抛光后的样品表面进行了Volta电位分布测量,估算出了微观结构中粒子的腐蚀倾向性。结果表明,高温处理可导致Vanax 75工具钢样品出现会宏观材料组成的不均一。而低温处理可使材料宏观上组成更为均一,表面微观腐蚀敏感区较少。很显然,经过低温处理的材料具有较高的耐腐蚀性。

关键词：钢筋工具钢微观结构局部腐蚀 skpfm in-situ AFM

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金属间化合物对铝合金表面点蚀行为与钝化膜结构的影响研究

金属间化合物对铝合金表面点蚀行为与钝化膜结构的影响研究

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第十届全国腐蚀大会

作者：李妮董超芳满成姚纪政魏薪北京科技大学新材料技术研究院腐蚀与防护教育部重点实验室北京材料基因工程高精尖创新中心

高强铝合金（7×××系、2×××系）因其比重小、强度高及加工性能好等优点,被广泛地应用于航空航天、汽车、高铁、船舶等领域。然而,由于其金属间化合物与基体间存在微区电化学的差异,其易发生点蚀、晶间腐蚀及应力腐蚀等局部腐蚀。... 详细信息

高强铝合金（7×××系、2×××系）因其比重小、强度高及加工性能好等优点,被广泛地应用于航空航天、汽车、高铁、船舶等领域。然而,由于其金属间化合物与基体间存在微区电化学的差异,其易发生点蚀、晶间腐蚀及应力腐蚀等局部腐蚀。这不仅降低了高强铝合金及其构件的可靠性,也显著缩短了材料的使用寿命。前期研究成果表明铝合金晶间腐蚀和应力腐蚀多萌生于点蚀部位,其点蚀敏感性是耐蚀铝合金研发和热处理制度优化重要的内容和依据。大量研究表明铝合金的点蚀主要发生在金属间化合物周围。一方面,是由于金属间化合物与Al基体的腐蚀电位存在差异,在溶液中形成微电偶,促进点蚀的萌生与发展。另一方面,金属间化合物出现在铝合金表面,会造成钝化膜结构、成分和厚度分布不均匀,而这种不均匀性是造成钝化膜局部破裂和点蚀萌生的重要原因。本文采用扫描开尔文原子力显微镜（skpfm）技术研究了AA7075-T6铝合金中金属间化合物Al7Cu2Fe的表面电位。Al7Cu2Fe颗粒相对于Al基体的表面电位为480 mV～500 mV。基于密度泛函方法（DFT）计算了Al7Cu2Fe的表面功函数和表面能,其结果受晶面取向和外层原子种类的影响。当O原子覆盖度为0 ML和1 ML时,Al7Cu2Fe颗粒相对于Al基体的理论表面电位分别为115 mV～138 mV和240 mV～451 mV。氧原子覆盖度为1ML时的理论表面电位值与实验值较一致,这是由于实验过程在空气中进行导致的。因此,本文通过实验和计算相结合的方法,验证了第一性原理计算可作为一种评价金属间化合物电化学活性的重要理论方法。本文采用原位电化学原子力显微镜（ECAFM）研究了AA2024-T3铝合金中Al2Cu Mg相和Al基体表面钝化膜在柠檬酸缓冲溶液中的初期生长过程。钝化膜的成分主要由Al2O3（34%）、Al（OH）3（8.4%）、AlOOH（27.2%）、Cu O（19.4%）和Cu2O（11%）组成。ECAFM结果表明了Al2CuMg表面的钝化膜是不完整且存在缺陷的。俄歇电子光谱（AES）的结果表明Al2CuMg相和Al基体表面钝化膜厚度分别为1.4nm和2.4nm。因此,Al2CuMg表面钝化膜的保护性能相比于Al基体表面钝化膜弱。基于密度泛函方法的第一性原理计算,O2-/OH-/H2O在Al基体表面的吸附能和电荷转移量（10.77 eV/3.38 e）明显大于Al2CuMg表面（9.62eV/3.16 e）,由此可知,O2和H2O分子更容易解离吸附在Al基体表面。这从某种程度上解释了Al2CuMg表面钝化膜生长速度较Al基体慢的原因。

关键词： skpfm 金属间化合物功函数表面能 ECAFM AES 钝化膜 DFT

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α相比例对2205双相不锈钢在铜绿假单胞菌作用下的腐蚀影响

α相比例对2205双相不锈钢在铜绿假单胞菌作用下的腐蚀影响

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第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：吴佳佳祝李洋张盾中国科学院海洋研究所

双相不锈钢（DSS）因其较高的耐蚀性、良好的机械性能和相对较低的成本在极端环境有着广泛应用,但其不能完全对微生物腐蚀（MIC）免疫。α和γ相作为DSS的主要两相,目前有关微生物作用下哪个相优先腐蚀存在争议。有的报道认为具有较低Cr... 详细信息

双相不锈钢（DSS）因其较高的耐蚀性、良好的机械性能和相对较低的成本在极端环境有着广泛应用,但其不能完全对微生物腐蚀（MIC）免疫。α和γ相作为DSS的主要两相,目前有关微生物作用下哪个相优先腐蚀存在争议。有的报道认为具有较低Cr和Mo含量的γ相优先腐蚀[1],也有报道指出具有较低电位的α相因电偶效应而优先腐蚀[2]。这些争议可能与DSS的状态、微生物的种类、介质环境的不同有关,同时大多数研究中微生物起始附着位点信息的缺失也限制了人们就微生物对点蚀萌生影响的认知。除微生物外,α/γ相比例也是影响DSS耐蚀性的重要因素。尽管目前人们普遍认为在无微生物参与条件下α/γ相比例接近1时DSS具有最高的耐蚀性[3],但有微生物参与时α/γ相比例对腐蚀的影响如何还未知。鉴于以上两方面的考虑,本工作通过在不同温度固溶处理获得了不同α相比例（43.5%、47.5%、53.8%、56.7%、65.8%）的2205DSS,采用光学显微镜、CLSM研究了其点蚀分布与深度,采用电化学方法研究了其腐蚀与钝化膜行为,采用CLSM研究了生物膜发展过程,并采用skpfm研究了细菌与电位分布。结果发现铜绿假单胞菌促进了2205DSS的点蚀,腐蚀促进机制可能涉及溶解氧的消耗导致钝化膜的修复受阻、底层生物膜采用胞外电子传递方式促进铁的溶解。当α相比例为53.8%时,样品具有最高的耐点蚀性能,这可归因于钝化膜的高阻力和低缺陷密度、少的生物膜。点蚀坑主要分布于相界和α相内,这与铜绿假单胞菌的选择性附着有关。铜绿假单胞菌倾向于在相界附着,并向α相内扩展。此外,铜绿假单胞菌可使α相和γ相之间维持大的电位差（可达98.4mV）,进而加速了α相的阳极溶解。

关键词：微生物腐蚀 2205双相不锈钢相比例 skpfm

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基于EBSD过程电子束辐照原位生长石墨烯薄膜及其抗腐蚀性能

基于EBSD过程电子束辐照原位生长石墨烯薄膜及其抗腐蚀性能

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第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：衣雪宁马爱利张连民郑玉贵中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室

人们很早就注意到,在基于扫描电镜的面扫过程中,比如,EDS面扫和EBSD面扫,电子束辐照(Electron beam irradiation,EBI)和样品表面之间的相互作用可以在样品表面产生污染区域,但一直没有足够的实验结果直接证明它到底是什么及其对样品表... 详细信息

人们很早就注意到,在基于扫描电镜的面扫过程中,比如,EDS面扫和EBSD面扫,电子束辐照(Electron beam irradiation,EBI)和样品表面之间的相互作用可以在样品表面产生污染区域,但一直没有足够的实验结果直接证明它到底是什么及其对样品表面性能的影响。本文采用原子力显微镜/扫描开尔文探针力显微镜(AFM/skpfm)、X射线光电子谱(XPS)、拉曼光谱等手段,研究了EBSD过程中的电子束辐照(EBI)对90Cu10Ni合金表面的影响。结果表明,在90Cu10Ni合金样品表面的EBSD扫描区域形成了一层石墨烯薄膜,其结构和抗腐蚀性能与人工喷碳形成的碳膜明显不同;在酸性和碱性氯化钠溶液中的浸泡实验证明了石墨烯薄膜对基体有显著保护作用;还讨论了在EBSD扫描区原位生长石墨烯薄膜的形成机理及其结构特征,并初步探索了多道次EBSD扫描的效果。本文为理解EBSD过程中电子束对样品表面的辐照效应提供了新的见解,并提出了一种在金属基体上直接生长石墨烯薄膜或在纳米尺度上实现石墨烯图案化的新方法。

关键词：电子束辐照石墨烯拉曼光谱 skpfm 腐蚀

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