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国家材料腐蚀与防护科学数据中心助力北京绿色冬奥

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表面工程与再制造 2022年第2期22卷 54-54页

作者：国家材料腐蚀与防护科学数据中心国家材料腐蚀与防护科学数据中心

2022年2月,举世瞩目的北京冬奥会拉开帷幕,在保障各类精彩比赛项目顺利进行的同时,“绿色、共享、开放、廉洁”的理念更是贯穿了北京冬奥会的每一个环节。本着绿色办奥运的原则,场馆结构钢的统一要求是:在综合性能不降低的情况下,尽量... 详细信息

2022年2月,举世瞩目的北京冬奥会拉开帷幕,在保障各类精彩比赛项目顺利进行的同时,“绿色、共享、开放、廉洁”的理念更是贯穿了北京冬奥会的每一个环节。本着绿色办奥运的原则,场馆结构钢的统一要求是:在综合性能不降低的情况下,尽量采用高强韧性和高耐蚀性的结构钢,减少用量,延长寿命,符合绿色奥运理念。由于场馆基本分布在野外高山海拔高、湿度大、温差大、动载荷、有污染和高耐磨等环境,加之装备需要高稳定性、高安全、长寿命的设计要求,虽然钢材品种“五花八门”,结构钢的高耐蚀性设计是最关键的重点。

关键词：高耐蚀性材料腐蚀与防护高强韧性绿色奥运结构钢动载荷延长寿命钢材品种

预氧化GH4169合金在中温固态NaCl和O2+H2O气氛中的腐蚀行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2025年第1期 182-190页

作者：张伟东崔宇刘莉王福会东北大学腐蚀与防护中心中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心

利用氧化动力学测试，扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等分析技术，系统研究了预氧化后的GH4169合金在中温NaCl和O2+H2O气氛中的腐蚀行为。结果表明，GH4169合金预氧化形成了Cr2O3/Nb2O5为主的连续氧... 详细信息

利用氧化动力学测试，扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等分析技术，系统研究了预氧化后的GH4169合金在中温NaCl和O2+H2O气氛中的腐蚀行为。结果表明，GH4169合金预氧化形成了Cr2O3/Nb2O5为主的连续氧化膜，在中温盐水环境下腐蚀5 h后氧化膜被严重破坏，形成了主要由NiFe2O4、NaNbO3、Na2CrO4及残留Cr2O3构成的腐蚀产物膜。详细讨论了预氧化GH4169合金在中温固态NaCl和O2+H2O气氛下的腐蚀机制以及预氧化膜破坏的过程。

关键词：预氧化固态NaCl和水蒸汽中温

氧化不同时间(Ni,Pt)Al涂层的退除及再涂覆行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2025年第1期 201-208页

作者：张彩云李帅鲍泽斌朱圣龙王福会东北大学腐蚀与防护中心中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心

本文研究了（Ni,Pt）Al涂层氧化不同时间后涂层退除及再涂覆，尤其不同服役时间氧化后涂层及下方基体合金组织结构的演变。采用电镀Pt层和化学气相渗铝的方法在镍基单晶高温合金上制备了（Ni,Pt）Al涂层，然后对涂层试样在1100℃中分别... 详细信息

本文研究了（Ni,Pt）Al涂层氧化不同时间后涂层退除及再涂覆，尤其不同服役时间氧化后涂层及下方基体合金组织结构的演变。采用电镀Pt层和化学气相渗铝的方法在镍基单晶高温合金上制备了（Ni,Pt）Al涂层，然后对涂层试样在1100℃中分别氧化300、1000和3000 h。表明不同时间氧化后涂层表面生成的氧化产物都为Al2O3；随着氧化时间的增长，涂层退化严重且涂层下方析出的TCP相增多。在HCl和C6H8O7·H2O的混合溶液中成功退除不同时间氧化后的（Ni,Pt）Al涂层，涂层的退除主要是沿晶界溶解，并随着Al含量的减少，溶解速率下降，而重新沉积的（Ni,Pt）Al涂层微观组织结构差异不大，长时间氧化后的试样单晶基体侧粗大TCP相析出增多。

关键词：高温合金 (Ni,Pt)Al涂层高温氧化涂层退除再涂覆

磁控溅射工艺对CrN薄膜及其腐蚀行为的影响

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中国腐蚀与防护学报 2019年第5期39卷 423-430页

作者：骆鸿高书君肖葵董超芳李晓刚北京科技大学新材料技术研究院国家材料腐蚀与防护科学数据中心

通过磁控溅射技术制备了CrN薄膜,使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了N2分压、溅射功率以及夹杂物数量对CrN薄膜结构、成分、耐蚀性能的影响。结果表明,提高N2分压能增加CrN相的含量,且CrN基体有明显的(111)和(200)面取向;... 详细信息

通过磁控溅射技术制备了CrN薄膜,使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了N2分压、溅射功率以及夹杂物数量对CrN薄膜结构、成分、耐蚀性能的影响。结果表明,提高N2分压能增加CrN相的含量,且CrN基体有明显的(111)和(200)面取向;降低溅射功率有利于使更多的Cr参与反应,生成更多的CrN。此外,夹杂物数量对薄膜质量有重大影响,夹杂物处不易镀上膜导致其耐蚀性明显下降。

关键词： 304不锈钢磁控溅射镀膜腐蚀

杀菌剂THPS对X80管线钢应力腐蚀开裂影响及机理研究

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表面技术 2024年第20期53卷 69-81页

作者：杨吉可李众王军磊娄云天李晓刚北京科技大学新材料技术研究院腐蚀与防护中心北京100083 国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083 军事科学院国防工程研究院河南洛阳471000

目的研究杀菌剂THPS对X80管线钢应力腐蚀开裂的影响及机理。方法 37℃下,将X80钢U弯和10 mm×10 mm平片浸泡在接种了硫酸弧菌(Desulfovibrio vulgaris)的150 mL ATCC 1249培养基(添加杀菌剂THPS质量浓度为0、15、30、45、60 mg/L)中培... 详细信息

目的研究杀菌剂THPS对X80管线钢应力腐蚀开裂的影响及机理。方法 37℃下,将X80钢U弯和10 mm×10 mm平片浸泡在接种了硫酸弧菌(Desulfovibrio vulgaris)的150 mL ATCC 1249培养基(添加杀菌剂THPS质量浓度为0、15、30、45、60 mg/L)中培养14 d。通过细胞计数实验、失重测试、H2S和H2测量、扫描电子显微镜(SEM)测试、激光共聚焦荧光显微镜(CLSM)测试、开路电位(OCP)、电化学阻抗(EIS)、线性极化电阻(LPR)、动电位极化测试、热力学计算和光电子能谱仪XPS,分别对X80钢在不同浓度杀菌剂含量的***中的腐蚀活动、应力腐蚀开裂裂纹生长情况、杀菌剂对生物膜的影响以及腐蚀产物进行分析。结果失重、固着细胞计数和浮游细胞计数3项数据均呈现随着THPS浓度升高而下降的趋势。同时,SEM也可以观察到X80钢U弯在不同浓度下的THPS中形成的裂纹长度随着THPS的浓度增大呈减小趋势。OCP、EIS、LPR和动电位极化结果证实了杀菌剂THPS浓度增加导致微生物腐蚀活动下降,而较慢的微生物腐蚀活动减缓了X80钢的应力腐蚀开裂。通过理论计算确定了THPS对X80钢U弯的吸附类型。结论杀菌剂THPS对SRB具有有效杀灭和驱散作用,从而减缓了X80钢的应力腐蚀开裂,THPS对X80钢U弯的吸附类型为静电导致的物理吸附和电荷交换导致的化学吸附二者兼有。

关键词：微生物腐蚀硫酸盐还原菌应力腐蚀开裂杀菌剂

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低合金钢中夹杂物诱发局部腐蚀萌生机制的研究进展

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中国腐蚀与防护学报 2023年第4期43卷 746-754页

作者：刘超陈天奇李晓刚北京科技大学、新材料技术研究院、国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083

夹杂物作为钢中不可避免的冶金缺陷,常会诱发局部腐蚀的萌生,进而对材料的耐蚀性能产生较大的影响。针对近年来各类夹杂物诱发局部腐蚀萌生的机理争议,本文总结了夹杂物诱发局部腐蚀萌生和发展的作用机制,包括电偶腐蚀机制、化学溶解机... 详细信息

夹杂物作为钢中不可避免的冶金缺陷,常会诱发局部腐蚀的萌生,进而对材料的耐蚀性能产生较大的影响。针对近年来各类夹杂物诱发局部腐蚀萌生的机理争议,本文总结了夹杂物诱发局部腐蚀萌生和发展的作用机制,包括电偶腐蚀机制、化学溶解机制和电偶腐蚀-化学溶解机制。夹杂物的化学成分、尺寸以及形状等是诱发局部腐蚀的关键影响因素。最后,对夹杂物诱发局部腐蚀机理研究和耐蚀钢调控的未来研究方向提出了展望。

关键词：夹杂物低合金钢局部腐蚀腐蚀机制耐蚀性调控

纳米结构BCC-Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金在氯化钠溶液中的电化学腐蚀行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1908-1921页

作者：张博威张泽群董其娟吴俊升庄宁左鹏程李晓刚北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083

采用电化学测试并结合对合金表面膜的细致表征,研究Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金(HEA)在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4) HEA主要由富含Al、Ni的B2相和富含Cr、Fe的A2相组成。在电化学... 详细信息

采用电化学测试并结合对合金表面膜的细致表征,研究Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金(HEA)在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4) HEA主要由富含Al、Ni的B2相和富含Cr、Fe的A2相组成。在电化学极化作用下,合金表面均匀地形成了一层富含Cr的超薄钝化膜。随着外加电位的增加,保护膜在两相界面处破裂,随后B2相优先溶解。最后,在HEA表面形成三层结构的表面膜:内层富集Cr、中间层富集Fe,外层富集Al和Ni。内层和中间层的形成可归因于Cr物种的高稳定性和Fe的选择性溶解,而腐蚀产物的沉积形成表面膜外层归因于B2相的溶解。

关键词：高熵合金电化学腐蚀行为选择性腐蚀过钝化三层结构氧化膜

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锌铝镁镀层中合金相与耐蚀性关系的研究进展

中国有色金属学报 2022年第7期32卷 1934-1944页

作者：邹建国卢琳北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

随着材料服役环境的恶化,Zn-Al-Mg(ZAM)镀层因其具有优良的耐蚀性而受到广泛关注。本文从合金元素入手,探讨了其对ZAM中合金相的形成乃至镀层耐蚀性能的影响及作用机制;同时通过对ZAM在大气环境中的腐蚀行为特征的归纳,从腐蚀产物的角... 详细信息

随着材料服役环境的恶化,Zn-Al-Mg(ZAM)镀层因其具有优良的耐蚀性而受到广泛关注。本文从合金元素入手,探讨了其对ZAM中合金相的形成乃至镀层耐蚀性能的影响及作用机制;同时通过对ZAM在大气环境中的腐蚀行为特征的归纳,从腐蚀产物的角度阐述了镀层的腐蚀机理。一般认为,MgZn_(2)作为阳极优先被腐蚀,从而产生Mg^(2+)和Zn^(2+)。Mg^(2+)可以抑制腐蚀环境pH值的升高,从而防止在高pH值条件下保护性腐蚀产物Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)·H_(2)O向非保护性腐蚀产物ZnO转变。Zn^(2+)的产生更有利于形成保护性腐蚀产物LDH(双层氢氧化物)。但目前的研究仍存在不足,特别是对高铝含量的ZAM镀层中复杂的相结构所带来的腐蚀机理仍不明晰。这些都是未来ZAM镀层的研究重点。

关键词：锌铝镁合金镀层合金相耐蚀性大气腐蚀腐蚀产物

基底偏压对电弧/磁控复合技术制备CrAlN耐磨涂层性能的影响规律

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工程科学学报 2025年第2期47卷 296-306页

作者：牛晓燕刘明泽董国强王玉江田浩亮河北大学土木工程检测与评估技术创新中心保定071002 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 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

利用中频磁控溅射与电弧离子镀复合沉积技术在不锈钢基体上沉积CrAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压痕测试、划痕测试以及摩擦磨损试验等手段,系统地研究了基底偏压对CrAlN涂层微观形貌、力学性能及... 详细信息

利用中频磁控溅射与电弧离子镀复合沉积技术在不锈钢基体上沉积CrAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压痕测试、划痕测试以及摩擦磨损试验等手段,系统地研究了基底偏压对CrAlN涂层微观形貌、力学性能及摩擦磨损性能的影响.随着基底偏压的增大,涂层表面经历了由较为粗糙的孔洞、大颗粒向平滑的形态演变.在-30 V基底偏压下(绝对值表示大小)制备的涂层表现出多个强衍射峰;-60 V偏压下,涂层沿(200)晶面方向择优生长.过高的基底偏压(-150 V)加剧了沉积过程中的二次溅射效应,导致涂层沉积速率降低,并出现晶格松弛和重结晶现象.此外,随着基底偏压的增加,涂层的硬度和弹性模量均呈先增加后减少趋势.在-60 V基底偏压下,涂层表现出较低的磨损率,而较高偏压下的涂层磨损机制转变为严重的磨粒磨损,涂层磨损严重.通过调控基底偏压,可以有效优化CrAlN涂层的组织结构、力学性能和摩擦磨损性能.在-60 V基底偏压下制备的CrAlN涂层展现出优异的力学性能和耐磨性,为实际应用中提升涂层性能提供了重要的理论和实验依据.

关键词：电弧/磁控复合沉积技术 CrAlN涂层基底偏压微观结构力学性能摩擦学性能