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Co_(3)O_(4)-Zn复合镀层制备及其模拟酶催化防污活性研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第5期44卷 1164-1176页

作者：蒋泽翟晓凡张雨孙佳文蒋全通王优强段继周侯保荣青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛266071 海洋科学与技术试点国家实验室(青岛)海洋腐蚀与防护开放工作室青岛266235

将具有过氧化物酶催化活性的Co_(3)O_(4)纳米颗粒通过电沉积的方法与锌基体共沉积获得了新型的Co_(3)O_(4)-Zn金属镀层,在Co_(3)O_(4)和锌基体的共沉积过程中引入了超声波和油酸钠,在此过程中,超声波和油酸钠有力地促进了Co_(3)O_(4)在... 详细信息

将具有过氧化物酶催化活性的Co_(3)O_(4)纳米颗粒通过电沉积的方法与锌基体共沉积获得了新型的Co_(3)O_(4)-Zn金属镀层,在Co_(3)O_(4)和锌基体的共沉积过程中引入了超声波和油酸钠,在此过程中,超声波和油酸钠有力地促进了Co_(3)O_(4)在共沉积表面的分散和吸附。通过SEM、XRD、电化学测试等表征手段证明Co_(3)O_(4)以有效的结构复合到Zn基体中,而油酸钠的加入则有效地增加了Co_(3)O_(4)-Zn镀层中Co_(3)O_(4)的负载量。此外,还用大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌3种典型污损细菌评估了Co_(3)O_(4)-Zn镀层的抗菌性能。Co_(3)O_(4)-Zn镀层对这3种细菌的抑制率超过98%,显示出高度和广谱的抗菌性能。研究还证明,Co_(3)O_(4)-Zn镀层在具有H2O_(2)情况下会产生超氧自由基和羟基自由基,它们在抗菌过程中起着主导的作用。最后还对复合镀层的抗菌稳定性和耐腐蚀特性进行了验证,表明复合镀层表现出良好的抗菌稳定和耐腐蚀特点。该研究结果为模拟酶催化杀菌金属基镀层的发展提供了新的可能,也为涉海设备的防污措施提供了一种新的思路。

关键词： Co_(3)O_(4)-Zn镀层超声辅助模拟酶催化抗菌电沉积油酸钠

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孔隙特性对铝基非晶合金涂层腐蚀行为的影响

材料工程 2024年第7期52卷 173-181页

作者：邱实吕威闫王琦王晓明韩国峰杨柏俊中国特种飞行器研究所结构腐蚀防护与控制航空科技重点实验室湖北荆门448035 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

采用超音速火焰喷涂(HVAF)技术制备1.36%高孔隙率(high porosity,HP)和0.86%低孔隙率(low porosity,LP)两种铝基非晶合金涂层,研究孔隙率对铝基非晶合金涂层腐蚀行为的影响。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)并结合3D高分辨X... 详细信息

采用超音速火焰喷涂(HVAF)技术制备1.36%高孔隙率(high porosity,HP)和0.86%低孔隙率(low porosity,LP)两种铝基非晶合金涂层,研究孔隙率对铝基非晶合金涂层腐蚀行为的影响。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)并结合3D高分辨X射线衍射形貌(3D XRT)分析涂层孔隙率以及微观组织结构,利用电化学测试系统和接触角测量仪研究涂层的腐蚀行为,采用X射线光电子谱(XPS)分析两种涂层钝化膜成分。结果表明:LP涂层的自腐蚀电流密度(I_(corr))为3.0×10^(-6)A/cm^(2),点蚀电位(Epit)为-0.40 V,而HP涂层的I_(corr)为6.0×10^(-6)A/cm^(2),Epit为-0.47 V,LP涂层具有更好的耐局部点蚀能力;LP涂层的电荷转移电阻(Rct)约为HP涂层的2倍;LP涂层具有更大的接触角,疏水性更好;LP涂层形成的钝化膜中RE_(2)O_(3)的含量大于HP涂层,进一步说明LP涂层具有更优异的耐蚀性。

关键词：非晶涂层阻抗谱腐蚀润湿疏水性

冷喷涂Zn15Al合金涂层在NaCl溶液中的腐蚀行为和防护机制

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材料研究学报 2024年第3期38卷 208-220页

作者：徐龙李继文崔传禹卢祺杨浩赵聪聪季华实验室材料科学与技术研究部佛山528200 中国科学院金属研究所核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

采用低压冷喷涂技术在Q235碳钢基材表面制备冷喷涂锌(CS-Zn)和锌铝合金涂层(CS-Zn15Al),使用SEM观察、XRD谱、测量开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化曲线等手段对其表征,研究了涂层在NaCl溶液中的腐蚀行为和腐蚀产物影响涂层防护性能... 详细信息

采用低压冷喷涂技术在Q235碳钢基材表面制备冷喷涂锌(CS-Zn)和锌铝合金涂层(CS-Zn15Al),使用SEM观察、XRD谱、测量开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化曲线等手段对其表征,研究了涂层在NaCl溶液中的腐蚀行为和腐蚀产物影响涂层防护性能的机制。结果表明,CS-Zn涂层在NaCl溶液中浸泡期内腐蚀严重,而CS-Zn15Al涂层的腐蚀速率较低,耐蚀性能较好。CS-Zn的主要腐蚀产物是ZnO,其多孔状的结构特点和半导体属性会破坏产物层的致密结构,降低电荷转移电阻,促进涂层腐蚀反应的发生;而添加Al元素能促进保护性腐蚀产物Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)·H_(2)O和层状双氢氧化物Zn_(6)Al_(2)(OH)_(16)CO_(3)·4H_(2)O的生成,显著提高对腐蚀介质的屏蔽。同时,添加Al降低了涂层的腐蚀电位、增强了对涂层的阴极保护作用,保护性腐蚀产物层的生成降低了腐蚀电流密度,延长了涂层的使用寿命。添加Al元素可实现涂层防护性能和耐久性的协同提高。

关键词：材料失效与保护锌合金涂层电化学阻抗谱冷喷涂

脉冲激光处理等离子体冲击-空化原理的间接验证和理论应用

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 576-581页

作者：卢国鑫罗学昆王强刘纪德季忠陆峰孙晓峰山东大学材料科学与工程学院材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061 中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室北京100095 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

提出等离子体冲击-空化双物理效应耦合强化原理,在液体约束脉冲激光冲击中空化效应存在的合理性有待证实。选择XRD测试方法和较易获得衍射峰的304不锈钢,定量检测和表征单脉冲激光作用区域的残余应力分布。试验结果与文献分析表明,激光... 详细信息

提出等离子体冲击-空化双物理效应耦合强化原理,在液体约束脉冲激光冲击中空化效应存在的合理性有待证实。选择XRD测试方法和较易获得衍射峰的304不锈钢,定量检测和表征单脉冲激光作用区域的残余应力分布。试验结果与文献分析表明,激光冲击强化的不同工艺条件导致等离子体冲击与空化两种应力效应的强度匹配不同,无涂层飞秒激光冲击应力效应的主要来源是空化效应。激光脉冲宽度以及吸收层和约束层等工艺参量的实际作用影响或决定脉冲激光表面处理的材料改性原理。

关键词：激光材料加工等离子体冲击空化表面强化

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高熵合金耐蚀性研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年第5期44卷 1100-1116页

作者：程永贺付俊伟赵茂密沈云军广西民族大学化学化工学院南宁530006 广西科学院海洋腐蚀防护研究院南宁530007 中国科学院海洋研究所、海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室、海洋关键材料重点实验室青岛266071

和传统合金材料相比,高熵合金具有更优异的耐腐蚀、高温耐磨损以及综合力学性能等,在一些苛刻环境下具有极大的潜在应用价值,因此受到了越来越多的关注。本文聚焦于高熵合金的耐蚀性能。首先,重点讨论了常用的合金元素对BCC、FCC、BCC+... 详细信息

和传统合金材料相比,高熵合金具有更优异的耐腐蚀、高温耐磨损以及综合力学性能等,在一些苛刻环境下具有极大的潜在应用价值,因此受到了越来越多的关注。本文聚焦于高熵合金的耐蚀性能。首先,重点讨论了常用的合金元素对BCC、FCC、BCC+FCC和HCP晶体结构的高熵合金在NaCl、酸性溶液介质中耐蚀性能的影响规律。其次,简要说明了金属元素之间的相互作用对高熵合金耐蚀性能产生的影响。讨论了晶粒尺寸、位错密度和晶体结构等微观特征对高熵合金耐蚀性的影响规律,增大晶粒尺寸或减少位错密度,有助于提高其耐蚀性。最后,总结了几种改善高熵合金耐蚀性能的方法,如热处理、阳极处理和添加缓蚀剂等技术,并对高熵合金未来的发展提出了建议和展望。

关键词：高熵合金耐蚀性能苛刻环境微观组织合金元素

极地低温海洋大气环境下Ni-Cr-Mo-V钢腐蚀行为与室内外相关性研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第1期44卷 91-99页

作者：冷文俊石西召辛永磊杨延格王利崔中雨侯健中国海洋大学材料科学与工程学院青岛266100 中国船舶集团有限公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护重点实验室青岛266237 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

通过腐蚀失重、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等测试方法对Ni-Cr-Mo-V钢在室内加速试验和中山站户外暴露试验后的腐蚀行为进行了对比研究。结果表明:Ni-Cr-Mo-V低合金高强钢在极地低温大气环境下腐蚀速率为11.3μm/a,腐蚀产物由Fe_(3)O_(4... 详细信息

通过腐蚀失重、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等测试方法对Ni-Cr-Mo-V钢在室内加速试验和中山站户外暴露试验后的腐蚀行为进行了对比研究。结果表明:Ni-Cr-Mo-V低合金高强钢在极地低温大气环境下腐蚀速率为11.3μm/a,腐蚀产物由Fe_(3)O_(4)、γ-FeOOH、α-FeOOH和β-FeOOH组成,腐蚀产物中大量的β-FeOOH表明低温环境下生成的锈层保护性较差。低温大气腐蚀以均匀腐蚀为主,冻融循环引起试样表面的电解质浓度变化,导致了锈层下点蚀的形成。在冻融循环过程中,锈层中水分由于固液相变引起的应力变化以及锈层与金属基体热胀系数的不同导致了锈层开裂。

关键词：极地环境加速腐蚀腐蚀产物冻融循环

合成水化硅酸钙(C-S-H)对水泥基材料Cl^(-)结合性能的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第1期44卷 197-203页

作者：张余果孙丛涛张鹏孙明耿圆洁樊亮翟晓凡段继周青岛理工大学土木工程学院青岛266033 中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛266071 崂山实验室海洋腐蚀与防护开放工作室青岛266237 内蒙古科技大学土木工程学院包头014010

通过合成水化硅酸钙(C-S-H),研究了内掺C-S-H对水泥净浆Cl^(-)结合性能的影响。采用XRD、TG-DTG、SEM以及EDS分析了水泥水化产物随龄期的物相演化和微观形貌变化。结果表明,净浆试件中自由Cl^(-)含量随龄期的增加皆呈先下降后上升的趋... 详细信息

通过合成水化硅酸钙(C-S-H),研究了内掺C-S-H对水泥净浆Cl^(-)结合性能的影响。采用XRD、TG-DTG、SEM以及EDS分析了水泥水化产物随龄期的物相演化和微观形貌变化。结果表明,净浆试件中自由Cl^(-)含量随龄期的增加皆呈先下降后上升的趋势。在龄期7、14和21 d时,掺加C-S-H组净浆自由Cl-含量均大于未掺加C-S-H组,这是因为掺加的C-S-H粒径相对较大,比表面积相对较小,使得净浆中C-S-H总比表面积减小,降低了C-S-H对Cl-的结合;其次,在水泥净浆中掺加C-S-H能够促进水泥水化,提高水化早期pH值,高pH值也不利于C-S-H对Cl-的吸附;再次,掺加C-S-H净浆水化早期无Friedel’s盐生成,化学结合Cl^(-)能力较弱。在龄期28 d时,掺加C-S-H组净浆中有Friedel’s盐的生成,化学结合提高了Cl^(-)结合量,故两组净浆自由Cl^(-)含量较为相近。由于28 d时掺加C-S-H组净浆中存在较多SiO_(2),易发生火山灰反应生成低钙硅比的C-S-H以及pH值降低影响Friedel’s盐稳定性,使得35 d时自由Cl^(-)含量上升明显。

关键词：水泥净浆 Cl^(-) 水化硅酸钙 Cl^(-)结合 pH值

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掺氢天然气管线钢氢渗透行为研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：王慧玲明洪亮王俭秋韩恩厚中国科学技术大学材料科学与工程学院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广东腐蚀科学与技术创新研究院

当前绿色低碳能源发展迫在眉睫，氢能作为低碳能源受到了广泛关注。利用在役的天然气管线钢长距离输氢是当前最经济、最有效的方式，但管线钢在临氢环境中易发生的氢渗透及其引起的氢损伤，严重影响管道的安全运行。因此，研究掺氢天然... 详细信息

当前绿色低碳能源发展迫在眉睫，氢能作为低碳能源受到了广泛关注。利用在役的天然气管线钢长距离输氢是当前最经济、最有效的方式，但管线钢在临氢环境中易发生的氢渗透及其引起的氢损伤，严重影响管道的安全运行。因此，研究掺氢天然气管线钢的氢渗透行为具有重要的意义。目前，管线钢氢渗透行为的研究方法主要包括电化学氢渗透和气相氢渗透。本文简述了不同氢渗透方法中氢的渗透过程以及氢渗透行为的影响因素，并介绍了计算氢渗透参数的模型及方法。

关键词：管线钢电化学氢渗透气相氢渗透氢渗透曲线

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压水堆二回路碱化剂与材料的相容性研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 267-277页

作者：冀跃飞郝龙王俭秋李庆华郑跃于沛柯伟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沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 广东腐蚀科学与技术创新研究院广州510700 中国核电工程有限公司北京100083

综述了国内外压水堆二回路碱化剂的应用情况及其与二回路结构材料相容性的研究进展。首先介绍了碱化剂的国内外发展历程;其次,从材料类型、水化学、碱化剂物理化学性质等3个角度讨论了碱化剂与材料的相容性;最后,论述了碱化剂调节pH的原... 详细信息

综述了国内外压水堆二回路碱化剂的应用情况及其与二回路结构材料相容性的研究进展。首先介绍了碱化剂的国内外发展历程;其次,从材料类型、水化学、碱化剂物理化学性质等3个角度讨论了碱化剂与材料的相容性;最后,论述了碱化剂调节pH的原理,并详细介绍了有机胺分子与材料表面氧化膜间的作用机制。

关键词：二回路碱化剂水化学乙醇胺结构材料