大气环境下复合材料与金属的电偶腐蚀及控制方法研究

大气环境下复合材料与金属的电偶腐蚀及控制方法研究

一、大气环境条件下复合材料与金属电偶腐蚀及控制方法研究(论文文献综述)

程禹霖[1](2021)在《导电用铜铝复合板腐蚀行为研究及寿命预测》文中研究指明铜铝层状复合材料替代纯铜作为导电体可以显着降低材料成本,减轻输电系统自重。但是,其在重要装备或工程上使用时,由于服役过程中由腐蚀引起的性能变化和寿命问题还一直没有得到系统的研究,直接制约了应用范围的扩大。作为导体,腐蚀是导致其性能变化和失效的主要原因。由于铜铝层状复合材料的结构特点,使其腐蚀行为与纯铜、纯铝具有较大差异。然而,这方面的研究工作开展还不够深入,特别腐蚀对材料服役过程中性能的影响评价和寿命预测更是缺失。为此,本文针对导电用铜铝层状复合材料开展了研究工作,通过通电服役状态下铜铝复合材料的加速腐蚀实验,系统研究了交流与直流电流两种服役状态下的腐蚀行为,探讨了电流影响机制,构建了腐蚀条件下的使用寿命预测模型,并研究了提高铜铝复合板腐蚀寿命的防腐技术。电流对腐蚀的影响研究结果表明:铜铝复合板的腐蚀都发生在铝基体一侧,包括界面处的电偶腐蚀以及铝基体上的点蚀,腐蚀产物成分主要包括Al2O3、Al(OH)3及Al O(OH)。铜表面只发生氧的还原反应,为铝阳极提供充足的OH-离子,铜自身不发生腐蚀。电偶腐蚀导致了铜铝复合材料的耐蚀性低于其组成材料纯铝与纯铜。交流电流与直流电流对铜铝复合材料影响机制的共同点是电流对电化学参数影响引起的材料加速腐蚀与电流热效应引起的材料腐蚀减缓的协同作用,材料的腐蚀速率与腐蚀程度随着电流呈先增大后减小的趋势。区别是交流电流通过改变材料表面电解质液膜中Cl-离子的电迁移率影响了材料的腐蚀行为。Cl-离子电迁移率的越高,在材料表面的附着能力越差,腐蚀速率与腐蚀程度越低,但交流电流对腐蚀产物不产生影响。直流电流是通过引起液膜表面中离子的定向迁移,影响了材料的腐蚀行为。大量的Cl-离子与OH-离子在电流的作用下聚集在试样正极端表面,导致正极端试样表面的腐蚀程度比负极端更严重。同时,试样两极表面形成的腐蚀产物产生差异,正极端试样表面腐蚀产物主要成分为Al(OH)3,负极端试样表面腐蚀产物主要成分为Al O(OH)。直流电流的热效应比交流电流更加明显,导致相同电流值作用下,铜铝复合板腐蚀速率与腐蚀程度整体低于交流电流。通过5种盐雾浓度下0-7天的盐雾腐蚀失重,建立了极端条件下铜铝复合材料服役寿命的预测模型,并用3种盐雾浓度在50A交流通电状态下的盐雾腐蚀失重对模型的电流影响系数进行了修正。提出了采用腐蚀导致导体导电面积变化与稳定工作时温升关系,基于导电体标准,建立铜铝复合板电学失效判据,并利用热平衡与电热效应关系,构建了极端条件下铜铝复合板服役寿命预测的物理和数学模型。根据该模型,当由腐蚀引起的铜-铝-铜层状复合板(铜层厚度1mm,铝层厚度8mm)导电截面积减小达到37.5%时,将因电热效应增强导致温升超过标准规定,从而引起失效;在没有防护的条件下,在盐雾浓度为分别为0.2%(远海地区),0.4%(近海地区),1.5%(污染区)的服役环境中,该类铜铝复合板寿命分别为2539天,1311天,以及273天。但在非海洋性气候下(盐雾浓度0.05%),寿命可达13128天。以提高铜铝复合材料耐蚀性为目的,合成了无氟有机硅改性树脂疏水和氟硅共聚纳米Si O2粗糙表面超疏水防腐涂料,并以铜铝复合材料为基底制备了防腐涂层。两种涂层表面水滴接触角均值分别为103.7°和154.6°,腐蚀初期阶段均具备优异的防腐性能,缓蚀率高达98%以上。但改性树脂类涂层具有更长效的防腐作用,在5%浓度盐雾环境下铜铝复合板失重量出现增幅的时间分别为15d和3d。改性树脂基底为涂层提供了更好的机械稳定性与耐磨性,耐风沙侵蚀能力整体优于超疏水涂层的氟硅共聚物基底。此外,无氟化合成原料使改性树脂涂层同时具备了环保性。树脂疏水防腐涂层可将铜铝复合板导体在远近海区域的服役寿命提高至70年以上。超疏水防腐涂层虽然也具有较高的抗腐蚀性能,但涂层耐久性不如树脂涂层,应用受到限制。因此,改性树脂类防腐涂层更适合应用于铜铝层状复合材料服役状态下的腐蚀与防护。

高明忍[2](2021)在《110SS油管、2830油管和140V套管的电偶腐蚀行为研究》文中指出随着国内外高酸性油气井的陆续开发,越来越多的材料被广泛混合使用,从而电偶腐蚀就成为一个需要着重考虑的问题。本文通过对2830镍基合金钢、140V碳钢和110SS钢在国内电偶腐蚀的研究和应用调研基础上,运用室内高温高压模拟腐蚀试验、电化学测试技术,并辅以SEM、EDS、XRD等现代分析方法,对三种钢两两耦合后在地层水环境中的电偶腐蚀行为进行研究,并通过电化学阻抗(EIS)技术、极化曲线评价了它们在不同温度下的电化学性能以及自腐蚀性能,运用混合电位理论对它们之间的偶合倾向、偶合电位及电流进行了预测。室内腐蚀失重试验结果表明,在高温高压CO2+H2S地层水环境中,2830镍基合金钢在自腐蚀状态下表现出优异的耐均匀腐蚀性能,110SS钢和140V钢则自腐蚀较为严重。2830-140V钢耦合后,140V钢腐蚀加重,2830钢腐蚀速率减缓,这说明2830与140V组成双金属偶合体系时,140V作为阳极,腐蚀速率加快。2830作为阴极,受到保护,使自身腐蚀速率减缓。110SS-140V钢耦合后,140V钢腐蚀加速,110SS钢腐蚀降低。通过对单金属2830镍基合金钢表面的腐蚀产物成分分析,表明2830钢的钝化膜成分主要由Cr、Fe、Ni的化合物组成。在CO2+H2S地层水环境中,钝化膜均匀地覆盖在试样表面,膜层较薄,Cr、Ni的化合物使钝化膜的致密性增强,阻滞了溶液中的阴离子对基体金属的侵蚀;对单金属140V和110SS碳钢进行表面腐蚀产物成分分析,均存在FeS、FeS2、FeCO3及Fe3O4等物质,腐蚀产物膜疏松多孔。2830-140V钢耦合后,镍基合金钢2830腐蚀产物中主要含有碳酸亚铁、铁硫化物,这与其发生电偶腐蚀有关,电偶腐蚀效应明显。电化学测试表明,在CO2+H2S地层水环境中,2830镍基合金钢的阳极极化曲线均有完整的钝化区间,反应由阳极活化控制,随着温度的升高,钝化区间缩小,点蚀点位降低,极化电阻值降低,腐蚀速率升高,耐蚀性下降;140V和110SS碳钢随着温度的升高,自腐蚀电流增大,腐蚀速率加快。2830钢的EIS图谱呈现容抗弧,极化电阻值随着温度升高而降低,表明试样表面钝化膜的耐蚀性降低。140V和110SS钢的EIS图谱均由容抗弧组成,在低频区出现直线段,当成膜温度升高时,碳钢的钝化膜致密性变差,膜对基体的保护作用有所减弱。监测2830-140V偶对金属的电偶电位和电偶电流密度变化发现,两者变化较为剧烈,后随时间的延长,电偶电位及电偶电流密度的数值变化逐渐减小,并逐渐趋于稳定。此外可以看出温度越大,电偶电流波动越大,这与随着温度增加,试片表面腐蚀作用越剧烈有关。监测110SS-140V的电偶电位和电偶电流密度变化发现,当温度在30℃到60℃内,温度升高,电偶电流增加,腐蚀加快;在温度为90℃时,两者极性发生了逆转。不管如何,同等温度条件下,2830-140V比110SS-140V的电偶腐蚀效应明显。

郭剑[3](2021)在《Ni/Cu层状复合材料力学行为与腐蚀特性研究》文中研究说明海洋开发已成为战略强国的重要目标。无论海洋资源开发、海洋环境监测还是军事舰艇的发展,均需要以海洋装备的发展为支撑。“海洋开发,材料先行”。海洋装备的基础是高性能材料,传统的金属材料仍然是海洋工程中应用最广泛的。为保证海洋装备的结构强度以及功能要求,金属复合材料是首选也是必选。各类材料在海洋应用最大的挑战就是复杂的载荷以及腐蚀问题,研究金属复合材料在载荷与腐蚀协同作用下的失效规律具有重要的科学意义。基于上述问题,本文做了如下研究:1)设计并制备了Ni/Cu系层状复合材料。利用OM、SEM等对复合材料的微观结构进行详细的表征。利用万能试验机、显微硬度计对复合板的硬度分布、拉伸、弯曲性能及抗裂纹扩展能力测试。结果表明Ni/Cu层合材料是结构件的一种可选材料,材料分析不仅验证了该制备工艺的可行性,也为此类复合材料的制备提供了新的思路。2)基于金属层状复合材料电偶腐蚀的特点设计了相应的腐蚀实验,利用OM、SEM等分析腐蚀微观结构随时间的演化过程。并对Ni/Cu层合材料在中性与酸性介质中的腐蚀行为进行了详细的表征。针对材料在不同腐蚀介质中所体现的特点,利用电化学工作站对腐蚀电位、腐蚀电流等关键参数进行测试。结合实验现象与测试数据揭示了Ni/Cu层合材料在两种腐蚀介质中的腐蚀机理,总结了材料的腐蚀规律,丰富了我国金属海洋腐蚀数据库。3)根据腐蚀实验的结果设计了材料的预腐蚀实验,通过拉伸与三点弯曲试验对预腐蚀后的材料整体力学性能分析。通过对比腐蚀前后实验数据与失效后的断口形貌,分析了腐蚀效应对Ni/Cu复合材料静态力学性能的影响,并针对腐蚀前后的材料的失效机制进一步进行了讨论。利用Abaqus软件对材料腐蚀前后整体力学性能进行了仿真,选取J-C本构模型对其断裂行为定性分析,验证了层合材料特有的延迟颈缩的断裂模式。结合实验与仿真手段所建立的腐蚀与力学性能的关系为其在实际工程中的应用提供了必要参数与安全保障。

裴梓博[4](2021)在《碳钢大气环境腐蚀大数据研究及主要影响因素作用规律》文中认为由于大气环境的多样性,影响大气腐蚀的主要环境因子如温度、湿度、辐照度、氯离子浓度、盐度、污染物等在宏微观环境下的分布与作用显着不同,在不同腐蚀时段的影响强弱也不尽相同。认识碳钢大气腐蚀的规律必须考虑到环境的多样性,以及腐蚀行为随时间推移的动态变化规律。基于对大气腐蚀行为的动态认识,本研究建立了一种新的大气腐蚀大数据系统,实现了碳钢腐蚀电流、环境温度和相对湿度的连续监测,数据采集频率为1分钟/次,对任意监测点的收集数据总量达50万条/年;并利用该系统开展了碳钢大气腐蚀大数据研究。根据实时采集到的碳钢腐蚀数据,探究了影响大气腐蚀的主要环境因素,揭示了锈层在户外环境下对腐蚀临界湿度的作用规律;同时,针对具有动态特性的大气腐蚀数据集,采用不同数据挖掘方法进行碳钢大气腐蚀的预测,筛选出了最佳腐蚀预测模型。研究表明,表面腐蚀产物与电偶加速效应不会对传感器的性能产生实质影响,同时段下传感器表面碳钢的腐蚀状态与腐蚀挂片结果一致。腐蚀传感器的实时输出电流、累计输出电量和腐蚀挂片质量损失存在一个经验公式转换关系,该公式不仅适用于碳钢,还适用于快速评估耐候钢在C2级别及以上大气环境的耐蚀性,说明本研究提出的腐蚀连续监测技术有潜力替代腐蚀挂片方法,进行低合金钢的大气腐蚀研究。户外的环境腐蚀性具有高度动态变化的特点,在1年的监测周期内,环境腐蚀性遍布C1级至CX级。碳钢处于大气腐蚀初期时,除了干旱地区,降雨是促进腐蚀最明显的环境因素;相对湿度的影响小于降雨,且作用时段主要集中在夜间;温度的加速反应效应和大气环境污染物在城市环境的作用影响不大,是影响大气腐蚀的次要因素。大气腐蚀过程中锈层的生长对腐蚀影响极大,其吸湿效应进一步加速腐蚀反应。经过1年的长期大气腐蚀后,城市海洋环境下对影响大气腐蚀的前5位腐蚀因子排序分别是锈层、风速、降雨率、相对湿度和氯离子,其中风速的重要性逐渐减弱,锈层和氯化物的作用越来越凸显。在分析多维碳钢腐蚀大数据时,随机森林算法能够正确解析出各种腐蚀因子对碳钢的量化影响,并建立碳钢大气腐蚀的高精度预测模型;随机森林模型的预测效果明显优于反向传播神经网络和支持向量回归模型。在随机森林算法的基础上,考虑到锈蚀不断增长的动态影响,建立了囊括锈层生长过程的随机森林迭代模型,提高了碳钢大气腐蚀的预测精度。碳钢大气腐蚀临界湿度是指发生大气腐蚀时的相对湿度,锈层的厚度和物相结构对其影响十分明显。锈层结构不变时,腐蚀临界湿度在统计的范围内均随着厚度的增加而降低,对非降雨状态下的大气腐蚀均起到了的促进作用。统计的四种锈层结构中,外层、中层、内层均以γ-FeOOH为主相的结构对非降雨状态下的大气腐蚀促进作用最强,外层以γ-FeOOH为主相,同时中层、内层以α-FeOOH为主相的锈层结构促进作用最弱。最后,分析了锈层物相结构的转变对提升耐候钢耐蚀性能的关键作用,锈层内α-FeOOH含量上升可以有效地将氯离子屏蔽在外锈层,防止腐蚀临界湿度的下降。通过与腐蚀挂片方法进行比较,证明了该大气腐蚀大数据系统可以有效缩短耐蚀材料的评估周期。

肖毅[5](2021)在《异种金属的电偶腐蚀行为及防护技术研究》文中指出在开发和利用海洋的过程中,异种金属在海洋环境中接触的情况不可避免,进而引发严重的电偶腐蚀。本文针对海洋环境下电偶腐蚀的问题,探究了30CrMnSiA高强钢/5083铝合金、30CrMnSiA高强钢/TC4钛合金和5083铝合金/TC4钛合金三种典型异种金属电偶对的电偶腐蚀行为及机理。为解决电偶腐蚀问题,探索性开展了激光熔覆技术的电偶腐蚀防护技术的研究。主要通过全浸、盐雾、全浸-盐雾循环三种模拟环境腐蚀实验来对电偶对试样进行腐蚀,利用电化学工作站对不同腐蚀周期的试样进行电偶电流、电偶电位、动电位极化曲线、阻抗谱等电化学参数的测试,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)观察分析了腐蚀形貌及腐蚀产物的元素分布和物相组成,得到如下主要结论:(1)三种电偶对在三种腐蚀环境中都发生了严重的电偶腐蚀现象,电偶电流密度均大于10μA·cm2,电偶腐蚀敏感性评级均达到E级,海洋环境下不能直接接触使用,如果需要接触使用,必须加以防护。盐雾腐蚀环境对材料的腐蚀破坏能力远大于全浸环境,主要是因为盐雾环境中,金属表面的液膜溶解氧含量充足,有助于电偶腐蚀阴极反应氧还原过程的顺利进行。(2)三种金属中,5083铝合金腐蚀电位(约-0.76V)<30CrMnSiA高强钢(约为-0.56V)<TC4钛合金(约为-0.43V),在模拟腐蚀环境中,5083铝合金表面会生产氧化层,但不稳定,易于发生点蚀,并有发生局部腐蚀的趋势;30CrMnSiA钢即使作为阴极也发生了严重的腐蚀,表面生成了内外层锈层,但仍抵抗不住Cl-的侵蚀,导致氧化层出现裂纹甚至脱落,腐蚀程度不断加剧;TC4钛合金由于其表面会生成致密、稳定且自愈能力强的钝化膜,耐蚀性十分优异,腐蚀痕迹非常轻微。(3)利用激光熔覆技术在30CrMnSiA高强钢和5083铝合金基体表面制备Ni-Cr-Mo系和Cu基合金熔覆层,突破了现有电偶腐蚀防护技术的局限性,所制备的合金熔覆层具备非常出色的耐蚀性能。电化学测试结果显示,当带有熔覆层的钢和铝相互偶接,或者它们分别与钛合金或316L不锈钢进行偶接,其电偶腐蚀电流密度均小于0.3μA.cm-2,电偶腐蚀敏感性达到A级,激光熔覆层的存在对基体起到了很好的保护作用,可以直接接触使用。

李妮[6](2021)在《铝合金中化合物微电偶效应的第一性原理计算与腐蚀行为预测研究》文中指出本文围绕铝合金大气腐蚀初期化合物/基体界面微电偶效应及其对腐蚀行为的影响机制开展研究,选择14种典型金属间化合物(IMCs)为计算和实验对象,探索基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算辅助下腐蚀数据的机器学习建模和预测方法。利用第一性原理计算,构建金属间化合物与铝基体的原子模型,计算表面功函数、Volta电势,以及环境介质(O2、H2O)的表面吸附行为和氯离子(Cl-)在氧化膜中的渗透路径。通过扫描开尔文原子力显微镜(SKPFM)、电化学原子力显微镜(ECAFM)等微区测试技术研究金属间化合物与铝基体的微电偶腐蚀效应,以及金属间化合物表面氧化成膜过程及其电化学特征。选择随机森林算法(RF)建立铝合金大气腐蚀速率预测模型,结合计算获得的金属间化合物与铝基体的Volta电势差(VPDs)数据,开展腐蚀速率预测研究,并采用东南亚大气环境下室外暴露试验数据验证模型的泛化能力和精度。结果表明:(1)利用第一性原理计算得到金属间化合物相对铝基体的理论Volta电势与实验Volta电势基本一致。由此可知,第一性原理计算可用于预测金属间化合物在铝合金中的电偶腐蚀倾向性。铝合金中14种典型金属间化合物与铝基体的微电偶效应由弱到强依次为,阳极相:Mg2Si<Al2CuMg<Al3Zr<Al3Mg2<Al3Sc<MgZn2。阴极相:Al3Ti、Al6Mn<Al7Cu2Fe<Al2Cu<Al3Fe<Al23F e4Cu<Al13Cr4Si4、Al12Fe3Si。(2)弹/塑性变形阶段,AA7075-T6铝合金的应变主要集中在Mg2Si内部和Al23Fe4Cu周围的铝基体上。局部应变影响金属间化合物与铝基体的Volta电势差。实验和计算结果表明,铝合金在弹性变形阶段,金属间化合物与铝基体的Volta电势差减小,微电偶效应减弱,耐点蚀性能提高;在塑性变形阶段,金属间化合物与铝基体的Volta电势差增大,微电偶效应增强,耐点蚀性能降低。(3)Al2CuMg表面氧化膜相比铝基体表面氧化膜疏松、薄且存在的缺陷较多。通过第一性原理计算发现O2和H2O分子更容易解离吸附在铝基体表面,而非Al2CuMg表面,因此铝基体表面氧化膜较Al2CuMg表面氧化膜厚。铝基体/氧化膜界面处的富Cu层能够促进氧化膜中缺陷的形成和Cl-向氧化膜内部的渗透,从而导致氧化膜破裂。由此可知,Al2CuMg表面氧化膜的保护性能比铝基体表面氧化膜的保护性能弱,腐蚀优先从Al2CuMg内萌生。(4)采用随机森林方法构建了铝合金室外大气腐蚀速率预测模型,结合第一性原理计算获得了不同种类铝合金中金属化合物与铝基体的Volta电势差数据,扩展了机器学习特征维度。通过重要性分析发现,金属间化合物与铝基体的Votla电势差是随机森林的关键特征变量。交叉验证结果表明,利用第一性原理计算辅助机器学习算法,能够有效提高模型的拟合优度R2和预测精度。(5)研究表明5083、7N01和6N01铝合金在新加坡、雅加达和曼谷地区的真实腐蚀速率与预测腐蚀速率的误差小于15%,验证了铝合金大气腐蚀速率预测模型的泛化能力,模型的拟合优度达到0.85,实现了对东南亚地区铝合金大气腐蚀速率的预测与验证。

史林军[7](2021)在《海洋环境中三金属电偶腐蚀行为研究及有限元模拟》文中研究表明目前关于电偶腐蚀的研究主要集中在双金属偶对,虽然三金属偶对也普遍存在于海洋工程应用中,但相关的研究却鲜有报道。为了探究三金属电偶腐蚀的基本规律,本文选择了工业中应用最广泛的三种金属,2024铝合金、Q235碳钢和304不锈钢作为研究材料。通过对该三金属偶对的电偶腐蚀探究,可以澄清三金属电偶腐蚀与双金属电偶腐蚀的差异,并明确三金属电偶腐蚀的基本规律,为高可靠性海洋装备的合理选材与结构设计提供理论指导。本论文先通过实验确定了合适的三金属电偶腐蚀实验方法,再针对海洋环境(包括海洋浸泡环境和海洋大气环境)中的三金属电偶腐蚀展开系统的研究。在海洋浸泡环境中,构建三金属电偶腐蚀的数学模型和有限元模型,通过不同氧浓度和不同阴阳极面积比条件下的零电阻电流结果验证上述模型的可靠性,并总结氧浓度以及阴阳极面积比对三金属电偶腐蚀的影响规律。在海洋大气环境中,构建薄液膜下三金属电偶腐蚀的有限元模型,并通过实验验证模型的可靠性。利用该有限元模型研究不同薄液膜厚度和不同电极尺寸对三金属电偶腐蚀的影响。在此基础上,模拟薄液膜蒸发过程,研究薄液膜蒸发过程中电极尺寸和蒸发速率对三金属电偶腐蚀的影响。考虑到三金属偶对的复杂性,本论文设计并制备了一种可拼接阵列电极,结合多通道电偶腐蚀测试装置能有效提升三金属电偶腐蚀的评价效率。利用该装置研究了氧浓度和阴阳极面积比对三金属电偶腐蚀的影响。研究显示,在海洋浸泡环境中,三金属偶对的电偶电位和电流密度与阴阳极面积比之间分别满足对数关系和幂函数关系。其中,电位最负的2024始终作为阳极,电位最正的304始终作为阴极,而溶液酸碱度、氧浓度和阴阳极面积比的变化都会导致处于中间电位的Q235发生阴阳极极性转换。此外,电偶腐蚀不仅会加速阳极金属的腐蚀溶解,还会导致2024的腐蚀形态从点蚀转变为晶间腐蚀;但Q235的腐蚀形态始终是均匀腐蚀,这主要取决于阳极金属自身的组织均匀性。在海洋大气环境中,薄液膜厚度的变化主要会影响氧扩散的路径和电解质的溶液电阻。当电极尺寸较小时,氧扩散路径的减小占主导地位,电流密度随薄液膜减薄不断增大。随着电极尺寸的增大,溶液电阻的分压作用逐渐加强,在薄液膜较薄时逐渐占据主导地位,导致电流密度随薄液膜厚度减薄呈现先增大后减小的趋势。甚至,溶液电阻的分压作用会导致Q235电极表面不同位置会出现阴阳极极性的分化。在薄液膜蒸发过程中,当电极尺寸较小时,溶液电阻较小,电极表面反应主要受氧的双重作用。蒸发前期,氧扩散路径的减小占主导地位,电偶电流密度不断增大;蒸发后期,电解质中饱和氧浓度的降低占主导地位,电偶电流密度不断减小。电极尺寸的增大会强化溶液电阻的分压作用,导致平均电偶腐蚀率的减小,但同时也会加剧电偶腐蚀的边界效应,导致靠近阴极电极表面的阳极金属腐蚀加剧。蒸发速率的变化并不会改变三金属偶对在蒸发到对应厚度下的腐蚀动力学行为,但会影响三金属偶对蒸发到不同时间的电偶腐蚀程度。

李孟[8](2020)在《电力系统中接地引下线材料的试验与研究》文中指出接地系统良好的导电性是保证电力线路安全运行的前提。基于石墨优良的导电性和耐腐蚀性,石墨制成的产品已经广泛应用于接地辐射网中,但接地系统的接地引下线部分主要使用的还是金属材料。实际运行环境中,当连接处的材料发生电偶腐蚀时,金属材料会被腐蚀掉。而金属材料在不同土壤介质中腐蚀速度是不一样的,如何在不同使用环境中选择合适的金属材料用作接地引下线以延长金属材料的使用寿命,减少更换频率和如何选用一种新型材料降低连接处材料之间的电压差,延缓连接处材料发生腐蚀的趋势是本文研究的主要内容。本文首先对在不同土壤环境下金属材料的最优选择进行了研究。其研究方法是在基础土壤中分别加入蒸馏水、Cl-、SO42-,研究这几种因素对材料腐蚀速度的影响。通过试验结果可知,在不同含水率的土壤介质中,镀锌钢的最大腐蚀电流密度为20.61μA·cm-2,304不锈钢的最大腐蚀电流密度为0.83μA·cm-2,铜金属的最大腐蚀电流密度为1.88μA·cm-2。在含Cl-的土壤介质中,镀锌钢的最大腐蚀电流密度为129.52μA·cm-2,304不锈钢的最大腐蚀电流密度为2.12μA·cm-2,铜金属的最大腐蚀电流密度为11.89μA·cm-2。在含SO42-的土壤介质中,镀锌钢的最大腐蚀电流密度为64.86μA·cm-2,304不锈钢的最大腐蚀电流密度为1.12μA·cm-2,铜金属的最大腐蚀电流密度为5.92μA·cm-2。因此,在含水率较高的土壤介质中,三种金属材料都可用于接地引下线。在含Cl-较多的土壤介质中,应该优先使用304不锈钢用作接地引下线。在含SO42-较多的土壤介质中,可以使用铜金属和304不锈钢用作接地引下线。然后,对铠装石墨带进行了性能试验,利用得到的结果证明铠装石墨带用作接地引下线的可行性。其判断标准是铠装石墨带在进行相关试验后直流电阻、接续电阻和质量的变化情况。首先,本文通过膨化温度试验说明了工程上制备石墨蠕虫的最优膨化温度应设置为800℃。其次,利用物理性能试验证明了铠装石墨带物理结构的稳定性。通过电学性能试验证明了铠装石墨带耐冲击的稳定性。最后,研究了外界环境对铠装石墨带的影响,并提出了降低影响的常规方法。根据上述试验结果证明了铠装石墨带用作接地引下线的可行性。

薛佳宁[9](2020)在《LaFe13-xSix基合金的成相及腐蚀行为研究》文中进行了进一步梳理作为一种有前景的新型磁制冷材料,La(Fe,Si)13基磁制冷合金以其优异的磁热性能、居里温度连续可调、原材料环保经济等特点引起了广泛重视。La(Fe,Si)13基磁制冷合金作为室温下的磁制冷工质,在实际应用中必须与流动的传热介质(如去离子水)接触以进行热交换,因此提高材料在流水中的耐蚀性是十分重要的。本文详细研究了 La(Fe,Si)13基合金的各相形成特点以及相关联的腐蚀行为和磁热效应。首先论文中研究了 B和Si元素的共同作用对LaFe13-xSixBy合金中1:13相形成以及腐蚀行为的影响。研究表明,当Si含量较高时,铸态合金中加入过量B元素有助于1:13相直接在铸锭凝固过程中形成。然而已有的1:13相阻碍了包析反应中的原子扩散,因此B掺杂不利于退火后1:13相的进一步形成。B元素更倾向于形成新的杂相Fe2B,而非进入1:13相占据其间隙原子位置。随着B掺杂量的增加,合金的磁热效应逐渐减小。此外研究了退火态LaFe11.6Si1.4By合金的腐蚀行为,添加B元素使合金的耐蚀性得到明显提高。通过制备并研究单相α-Fe、Fe2B铸锭和含有单一 1:13相合金的电化学性质发现,当杂相从α-Fe相转变为Fe2B相后,杂相与基体1:13相之间的电化学差异发生了变化。Fe2B与1:13相之间的电位差更小,因此两相间的微电偶腐蚀被抑制,有效提高了 LaFe11.6Si1.4B0.3合金的整体耐蚀性。基于以上结果,制备了一系列非化学计量比LaFe11.5Si1.5C0.15+X(X:非化学计量添加元素)磁制冷材料,得到由基体1:13相和单一特殊杂相(α-Fe相、Fe2Nb相、La-rich相、含有Ni元素的La-rich相等)组成的合金,进一步研究不同特殊杂相对合金腐蚀行为的影响。含杂相的La(Fe,Si)13基合金的腐蚀机理主要为微电偶腐蚀,其腐蚀电流密度由基体1:13相与杂相间的电化学差异所控制。失重实验表明,含有La-rich相的LaFe11.5Si1.5C0.15+(La5Si3)0.1在水中腐蚀最为严重,然而在La-rich相中掺杂Ni元素后,Ni改变了 La-rich相的电化学性质,使微电偶腐蚀得到抑制,从而提高合金耐蚀性。然而Ni元素进入1:13相会导致磁熵下降。综合考虑这两种性能,将La-rich相和Ni的含量同时降低,得到的LaFe11.5Si1.5C0.15+(La5Si3+Ni)0.05合金不但保持较大磁熵变,并具有很好的耐蚀性。因此掺杂少量仅进入杂质相的特定元素(如Ni、Nb)可在不改变基体1:13相的情况下提高La(Fe,Si)13基合金耐蚀性。另一方面,快速凝固是合成La(Fe,Si)13基磁制冷合金的最有效的方法。然而由于得到的薄带材料往往具有大比表面积和小于1 mm的厚度尺寸,在热处理过程中更容易受到外部干扰(如氧化等现象)。因此研究了退火中气氛压力和时间对LaFe11.5Si1.5C0.13薄带材料表面氧化及磁热性能的影响。在5×10-5Pa低压退火后,薄带样品表面出现了明显的氧化层,并且内部1:13相的成分变得极不均匀,表面氧化导致薄带的磁热效应明显减小。相反,当提高退火压力至1 atm氩气气氛,薄带表面没有发生氧化,并且内部结构均匀,1:13相的体积分数在95%以上,最大磁熵变在2T下达到15.97 J/(kg·K)。这表明较高的退火压力有助于避免La(Fe,Si)13基薄带的表面氧化,并提高磁热效应。最后,综合La(Fe,Si)13基薄带材料表面氧化和杂相对合金腐蚀行为影响这两方面研究,提出了一种改善材料耐蚀性的新方法:即通过控制退火过程中的真空度,使得添加了过量La5Si3元素的LaFe11.5Si1.5+(La5Si3)0.05薄带表面的La-rich相被氧化,但1:13相的形成不受影响。与一般的由1:13相、少量La-rich相和α-Fe相组成的La(Fe,Si)13基材料不同,氧化处理后的薄带表面主要由基体1:13相和La的氧化物组成。由于La的氧化物比La-rich相的电化学稳定性更强,改变了薄带表面的腐蚀性质,从而提高了整体耐蚀性。薄带材料的腐蚀行为研究在模拟实际磁制冷机工作环境的流动去离子水装置中进行。实验表明表面氧化明显提高了薄带的耐蚀性,在流水环境下浸泡24小时后平均腐蚀速率比未氧化薄带降低了 47%。由于添加过量La5Si3元素,表面氧化对1:13相的形成没有干扰,因此经过表面氧化处理后,薄带在2T下的最大磁熵变保持在17.99 J/(kg·K),达到未经氧化处理薄带磁熵变的90%。综上所述,将表面La-rich相进行氧化处理的LaFe11.5Si1.5+(La5Si3)0.05薄带具有很好的实用性能。

单美乐[10](2020)在《阳极氧化对CFRP/铝合金螺栓连接件耐蚀性能的影响》文中认为碳纤维复合材料(CFRP)以其强度高、质量轻、耐腐蚀等优秀性能在高速列车中的应用占比越来越高。在高速列车中常常需要与5083P-O铝合金连接组成复合结构再投入使用。碳纤维复合材料与5083P-O铝合金间的电偶效应会加快铝合金腐蚀速率,在很短的时间内即造成有效破坏,对铝合金进行阳极氧化工艺处理可以提高连接件抗腐蚀性能。本论文对5083P-O铝合金进行不同参数的阳极氧化工艺处理,利用电化学阻抗试验方法分析各阳极氧化工艺参数下铝合金的腐蚀性能,碳纤维复合材料与腐蚀性能最好的阳极氧化铝合金以及未阳极氧化铝合金进行螺栓连接。利用盐雾腐蚀和电化学腐蚀试验方法研究连接件抗腐蚀性能。利用光学显微镜观察腐蚀试样表面形貌,进行铝合金失重率,碳纤维复合材料增重率分析,通过扫描电镜分析连接件拉伸断口和疲劳断口。本文着重研究了阳极氧化工艺对T300碳纤维复合材料/5083P-O铝合金螺栓连接件的耐蚀性和力学性能的影响规律,结果表明:随着盐雾腐蚀时间增加,未阳极氧化铝合金表面破坏逐渐加重,由于电偶腐蚀加速,未阳极氧化铝合金的截面、螺栓孔的腐蚀相对严重,阳极氧化提高铝合金腐蚀性能,经225 g/L H2SO4+8 g/L H3BO3溶液阳极氧化60 min的铝合金表面未发生明显腐蚀。阳极氧化降低铝合金失重率,腐蚀1000 h,未阳极氧化连接件铝合金的失重率为2.45%是阳极氧化铝合金49倍。电偶腐蚀和阳极氧化未影响碳纤维复合材料吸湿性,相同腐蚀周期下,阳极氧化连接件中碳纤维复合材料与未阳极氧化连接件中碳纤维复合材料板以及碳纤复合材料母材增重率基本一致,随着腐蚀试验时间的增加,单位质量增重率不断增加,但增重速率缓慢下降。阳极氧化提高连接件拉伸性能,减缓腐蚀时间增加后连接件抗拉强度的降低速度。预腐蚀1000 h阳极氧化连接件的抗拉强度为16467.03 N,仅比未腐蚀试样降低0.8%。未阳极氧化处理螺栓连接件的抗拉强度随着腐蚀时间的增加而降低速度较快,预腐蚀1000 h后螺栓连接件比未腐蚀螺栓连接件降低4.4%。观察试样断口,盐雾腐蚀仅影响试样最外层很少一部分,材料内部组织并未发生明显变化,盐雾腐蚀对未阳极氧化和阳极氧化连接件的拉伸断裂机理无影响。疲劳试验结果表明腐蚀环境中阳极氧化处理可提高碳纤维复合材料/铝合金螺栓连接件的疲劳强度。未腐蚀原始连接件疲劳极限为59.80MPa,阳极氧化连接件的疲劳极限为58.56MPa;预腐蚀1000h后,未阳极氧化连接件试样和阳极氧化连接件试样的疲劳极限分别为33.10 MPa和54.51MPa,疲劳极限分别降低44.65%和8.85%。断口分析发现未腐蚀的未阳极氧化连接件以及阳极氧化连接件腐蚀前后主要疲劳破坏为螺栓孔处应力集中导致,而未阳极氧化连接件腐蚀后疲劳破坏主要由腐蚀坑引起,从而降低疲劳极限。

二、大气环境条件下复合材料与金属电偶腐蚀及控制方法研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、大气环境条件下复合材料与金属电偶腐蚀及控制方法研究(论文提纲范文)

(1)导电用铜铝复合板腐蚀行为研究及寿命预测(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铜铝电偶腐蚀机理研究现状
    1.3 电流对金属腐蚀影响机理研究现状
        1.3.1 交流电流对腐蚀的影响研究现状
        1.3.2 直流电流对腐蚀的影响研究现状
    1.4 金属材料服役寿命预测方法
        1.4.1 人工神经网络法的研究现状
        1.4.2 灰色模型法研究现状
        1.4.3 腐蚀动力学模型法研究现状
    1.5 疏水性涂层技术研究现状
    1.6 课题研究意义、目的及内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 材料及试样制备
    2.2 实验装置与实验条件
        2.2.1 盐雾腐蚀设备改造
        2.2.2 盐雾加速腐蚀实验
        2.2.3 耐沙冲击实验
    2.3 腐蚀试样表征方法
        2.3.1 失重及腐蚀动力学
        2.3.2 形貌表征
        2.3.3 成分表征
        2.3.4 电化学表征
        2.3.5 其他表征
第3章 交流电流对铜铝复合材料腐蚀行为的影响
    3.1 引言
    3.2 腐蚀形貌
        3.2.1 电流对腐蚀形貌的影响
        3.2.2 间歇性通电对腐蚀形貌的影响
    3.3 腐蚀速率
        3.3.1 电流对腐蚀速率的影响
        3.3.2 间歇性通电对腐蚀速率的影响
    3.4 腐蚀产物成分分析
        3.4.1 电流对腐蚀产物成分的影响
        3.4.2 间歇性通电对腐蚀产物成分的影响
    3.5 铜铝电偶腐蚀与电流影响机理分析与讨论
    3.6 本章小结
第4章 直流电流对铜铝复合材料腐蚀行为的影响
    4.1 引言
    4.2 电流对腐蚀形貌及腐蚀速率的影响
    4.3 电流对腐蚀产物成分的影响
    4.4 电化学分析结果
    4.5 腐蚀与电流影响机制分析与讨论
        4.5.1 铜铝复合材料腐蚀机制
        4.5.2 电流对腐蚀影响机制
    4.6 直流电流与交流电流影响机制对比分析
    4.7 本章小结
第5章 通电服役状态下铜铝复合板腐蚀寿命预测
    5.1 引言
    5.2 理论基础
        5.2.1 腐蚀动力学基础
        5.2.2 热力学基础
    5.3 腐蚀动力学模型建立
    5.4 电流影响系数修正
    5.5 材料失效条件判定
    5.6 寿命预测模型建立与具体算例计算
    5.7 本章小结
第6章 铜铝复合材料表面制备疏水涂层腐蚀防护研究
    6.1 引言
    6.2 有机硅改性丙烯酸树脂疏水涂层
        6.2.1 涂层制备过程
        6.2.2 涂层形貌及成分分析
        6.2.3 涂层润湿性及机械性能分析
        6.2.4 涂层耐蚀性分析
    6.3 纳米结构超疏水防腐涂层
        6.3.1 涂层制备过程
        6.3.2 涂层成分及结构分析
        6.3.3 涂层形貌及润湿性分析
        6.3.4 涂层耐蚀性分析
    6.4 涂层性能对比分析
        6.4.1 涂层的润湿性与机械稳定性对比
        6.4.2 涂层的耐蚀性对比
    6.5 涂层保护下铜铝复合材料寿命估算
    6.6 本章小结
第7章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

(2)110SS油管、2830油管和140V套管的电偶腐蚀行为研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 电偶腐蚀
        1.2.1 电偶腐蚀概述
        1.2.2 电偶腐蚀评价方法
        1.2.3 电偶腐蚀研究现状
        1.2.3.1 电位差
        1.2.3.2 阴阳极面积比
        1.2.3.3 电偶对间距
        1.2.3.4 极化特性
        1.2.3.5 温度
        1.2.3.6 溶液介质
    1.3 油田开采中电偶腐蚀研究现状
    1.4 研究内容、技术路线和创新点
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
        1.4.3 创新点
第二章 实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 试样制备
        2.2.1 单个样品
        2.2.2 110SS与140V偶接样品
        2.2.3 2830与140V偶接样品
        2.2.4 电化学试样制备
    2.3 实验装置
        2.3.1 腐蚀浸泡试验
        2.3.2 电化学测试
    2.4 测试方法
        2.4.1 失重法
        2.4.2 电化学实验法
第三章 自腐蚀行为研究分析与讨论
    3.1 腐蚀失重实验
        3.1.1 均匀腐蚀速率
        3.1.2 表面形貌特征
    3.2 腐蚀产物成分分析
第四章 耦合对材料腐蚀行为研究分析与讨论
    4.1 腐蚀失重实验
        4.1.1 均匀腐蚀速率
        4.1.2 表面形貌特征
    4.2 腐蚀产物成分分析
第五章 电化学机理分析与讨论
    5.1 自腐蚀电位和极化曲线测量
    5.2 电化学阻抗谱分析
    5.3 电偶电流与电偶电位监测
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(3)Ni/Cu层状复合材料力学行为与腐蚀特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 层状金属复合材料研究现状
        1.2.1 层状金属复合材料的制备
        1.2.2 层状金属复合材料研究现状
    1.3 层状金属复合材料腐蚀性能研究现状
        1.3.1 层状金属复合材料常见腐蚀分类
        1.3.2 层状金属复合材料腐蚀行为研究现状
    1.4 论文主要研究内容
2 Ni/Cu材料制备与实验研究
    2.1 Ni/Cu实验材料与制备
    2.2 Ni/Cu层合材料微观组织表征
        2.2.1 光学显微镜(OM)分析
        2.2.2 扫描电镜(SEM)与X射线能谱(EDS)分析
        2.2.3 体视显微镜分析
    2.3 Ni/Cu层合材料腐蚀性能分析
        2.3.1 全浸腐蚀实验
        2.3.2 电化学腐蚀测试
    2.4 Ni/Cu层合材料力学性能测试
        2.4.1 硬度测试
        2.4.2 拉伸与三点弯曲测试
3 Ni/Cu及 Cu/Ni层合材料组织与微观表征
    3.1 概述
    3.2 Ni/Cu层合材料金相组织分析
    3.3 Ni/Cu层合材料微观形貌表征
    3.4 本章小结
4 Ni/Cu与 Cu/Ni层合材料电化学腐蚀性能分析
    4.1 概述
    4.2 电化学腐蚀测试分析
        4.2.1 开路电位
        4.2.2 极化曲线
    4.3 微观腐蚀形貌表征
        4.3.1 Ni/Cu腐蚀形貌表征
        4.3.2 Cu/Ni腐蚀形貌表征
        4.3.3 酸性环境下界面腐蚀发展
        4.3.4 完全腐蚀后界面形貌
    4.4 腐蚀行为与机理分析
    4.5 本章小结
5 Ni/Cu与 Cu/Ni层合材料力学性能分析
    5.1 概述
    5.2 硬度测试
    5.3 Ni/Cu与 Cu/Ni拉伸与三点弯曲测试
        5.3.1 拉伸实验
        5.3.2 三点弯曲实验
    5.4 Ni/Cu与 Cu/Ni腐蚀后拉伸与三点弯曲测试
        5.4.1 拉伸实验
        5.4.2 三点弯曲实验
    5.5 Abaqus仿真对比
        5.5.1 建模方式及具体参数
        5.5.2 仿真结果对比
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(4)碳钢大气环境腐蚀大数据研究及主要影响因素作用规律(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 大气腐蚀概述
    2.2 碳钢的大气腐蚀研究方法
        2.2.1 碳钢的大气腐蚀试验方法
        2.2.2 碳钢的腐蚀试验分析方法
        2.2.3 大气腐蚀监测的研究进展
    2.3 腐蚀研究中当前应用的数据挖掘方法
        2.3.1 多元线性回归
        2.3.2 人工神经网络
        2.3.3 支持向量机和支持向量回归
        2.3.4 马尔科夫链
        2.3.5 宏观尺度的蒙特卡洛模拟
        2.3.6 灰色关联性分析与灰色预测
        2.3.7 贝叶斯信念网络
        2.3.8 随机森林
    2.4 碳钢锈层在大气环境中的演化
        2.4.1 锈层形成的电化学机理
        2.4.2 锈层的保护性能
    2.5 研究路线
3 大气腐蚀大数据系统的设计和研制
    3.1 引言
    3.2 新型腐蚀连续监测传感器
        3.2.1 传感器的结构设计
        3.2.2 电偶面积比对传感器电流的影响
        3.2.3 电偶间距对传感器电流的影响
        3.2.4 实验室环境下的性能测试
        3.2.5 户外环境下的性能测试
    3.3 大气腐蚀大数据系统硬件技术
        3.3.1 腐蚀微电流监测仪器的研制
        3.3.2 腐蚀监测与环境监测技术的集成
    3.4 大气腐蚀大数据系统软件技术
    3.5 本章小结
4 室内模拟环境因素对传感器的腐蚀行为影响
    4.1 引言
    4.2 试验方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 腐蚀连续监测技术
        4.2.3 喷雾试验
        4.2.4 分析方法
    4.3 试验结果与讨论
        4.3.1 温度的影响
        4.3.2 氯离子的影响
        4.3.3 亚硫酸氢根离子的影响
        4.3.4 复合离子污染物的影响
        4.3.5 表面腐蚀产物的影响
    4.4 本章小结
5 户外监测腐蚀因子对碳钢大气腐蚀的初期影响
    5.1 引言
    5.2 试验方法
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 腐蚀连续监测技术
        5.2.3 暴露测试
        5.2.4 机器学习模型
    5.3 试验结果与讨论
        5.3.1 各地点的腐蚀初期连续监测结果
        5.3.2 统计分析温度和相对湿度的影响
        5.3.3 统计分析降雨的影响
        5.3.4 机器学习分析大气污染物的影响
        5.3.5 机器学习分析锈层生长的影响
        5.3.6 室内外腐蚀因子作用规律的相关性讨论
        5.3.7 碳钢户外腐蚀初期预测模型的建立
    5.4 本章小结
6 户外监测腐蚀因子对碳钢大气腐蚀的长期影响
    6.1 引言
    6.2 试验方法
        6.2.1 试验材料
        6.2.2 腐蚀连续监测技术
        6.2.3 暴露测试
        6.2.4 电化学试验
        6.2.5 随机森林模型
    6.3 试验结果和讨论
        6.3.1 各地点的腐蚀长期连续监测结果
        6.3.2 腐蚀连续监测数据的解析
        6.3.3 机器学习分析不同腐蚀因子的静态影响
        6.3.4 机器学习分析不同腐蚀因子的动态影响
        6.3.5 碳钢户外腐蚀长期预测模型的建立
    6.4 本章小结
7 碳钢与耐候钢锈层对户外腐蚀临界湿度的影响
    7.1 引言
    7.2 试验方法
        7.2.1 试验材料
        7.2.2 腐蚀连续监测技术
        7.2.3 暴露测试
        7.2.4 分析方法
    7.3 试验结果和讨论
        7.3.1 各地点大气腐蚀临界湿度的变化
        7.3.2 锈层厚度与物相结构对腐蚀临界湿度的影响
        7.3.3 基于大气腐蚀大数据系统的耐候钢耐蚀性能快速评估
    7.4 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(5)异种金属的电偶腐蚀行为及防护技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电偶腐蚀概述
        1.2.1 电偶腐蚀定义
        1.2.2 电偶腐蚀发生的本质及其条件
        1.2.3 电偶腐蚀影响因素
    1.3 电偶对材料的选择
        1.3.1 高强钢
        1.3.2 钛合金
        1.3.3 铝合金
    1.4 电偶腐蚀防护技术研究
        1.4.1 电偶腐蚀防护技术概述
        1.4.2 现有电偶腐蚀防护技术的类比及局限性
        1.4.3 我国电偶腐蚀防护技术现状
    1.5 激光熔覆技术
        1.5.1 激光熔覆工作原理和特点
        1.5.2 激光熔覆技术在防腐领域应用的可行性分析
    1.6 课题研究的主要内容、目的及创新点
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验材料
    2.2 试样制备
        2.2.1 非熔覆层电化学试样制备
        2.2.2 熔覆层电化学试样制备
    2.3 实验方法及仪器装置
        2.3.1 全浸环境电偶腐蚀实验
        2.3.2 盐雾环境电偶腐蚀实验
        2.3.3 全浸-盐雾循环环境电偶腐蚀实验
        2.3.4 电偶电流、电偶电位测试
        2.3.5 电偶腐蚀敏感性测试
        2.3.6 动电位极化曲线及电化学阻抗谱测试
        2.3.7 XRD物相分析
        2.3.8 SEM及EDS分析
    2.4 本章小结
第3章 30CrMnSiA高强钢/5083铝合金电偶腐蚀行为的研究
    3.1 实验材料及方法
    3.2 全浸环境
        3.2.1 腐蚀形貌及产物分析
        3.2.2 开路电位及电偶腐蚀敏感性
        3.2.3 动电位极化曲线分析
        3.2.4 电化学阻抗谱分析
    3.3 盐雾环境
        3.3.1 腐蚀形貌分析
        3.3.2 电偶电流、电偶电位分析
        3.3.3 开路电位分析
        3.3.4 动电位极化曲线分析
        3.3.5 电化学阻抗谱分析
    3.4 全浸-盐雾循环环境
        3.4.1 腐蚀形貌及产物分析
        3.4.2 电偶电流分析
        3.4.3 动电位极化曲线分析
        3.4.4 电化学阻抗谱分析
    3.5 电偶腐蚀机制讨论
    3.6 本章小结
第4章 30CrMnSiA高强钢/TC4合金电偶腐蚀行为的研究
    4.1 实验材料与方法
    4.2 全浸环境
        4.2.1 腐蚀形貌及产物分析
        4.2.2 开路电位及电偶腐蚀敏感性
        4.2.3 动电位极化曲线分析
        4.2.4 电化学阻抗谱分析
    4.3 盐雾环境
        4.3.1 腐蚀形貌及产物分析
        4.3.2 动电位极化曲线分析
        4.3.3 电化学阻抗谱分析
    4.4 全浸-盐雾循环环境
        4.4.1 腐蚀形貌及产物分析
        4.4.2 动电位极化曲线分析
        4.4.3 电化学阻抗谱分析
    4.5 电偶腐蚀机制讨论
    4.6 本章小结
第5章 5083铝合金/TC4合金电偶腐蚀行为的研究
    5.1 实验材料与方法
    5.2 全浸环境
        5.2.1 腐蚀形貌及产物分析
        5.2.2 开路电位及电偶腐蚀敏感性
        5.2.3 动电位极化曲线分析
        5.2.4 电化学阻抗谱分析
    5.3 盐雾环境
        5.3.1 腐蚀形貌及产物分析
        5.3.2 动电位极化曲线分析
        5.3.3 电化学阻抗谱分析
    5.4 全浸-盐雾循环环境
        5.4.1 腐蚀形貌及产物分析
        5.4.2 动电位极化曲线分析
        5.4.3 电化学阻抗谱分析
    5.5 电偶腐蚀机制讨论
    5.6 本章小结
第6章 激光熔覆技术对异种金属电偶腐蚀防护研究
    6.1 实验材料及方法
    6.2 电化学测试结果
        6.2.1 Ni-Cr-Mo系合金熔覆层
        6.2.2 Cu基合金熔覆层
    6.3 电偶腐蚀敏感性测试结果
        6.3.1 钢基体Ni-Cr-Mo系熔覆层/TC4钛合金电偶对
        6.3.2 铝基体Cu基熔覆层-2/TC4钛合金电偶对
        6.3.3 铝基体Cu基合金熔覆层-2/316L不锈钢电偶对
        6.3.4 钢基体Cu基合金熔覆层-1/TC4钛合金电偶对
        6.3.5 钢基体Cu基合金熔覆层-1/铝基体Cu基合金熔覆层-2电偶对
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(6)铝合金中化合物微电偶效应的第一性原理计算与腐蚀行为预测研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 铝合金大气腐蚀行为研究进展
        2.1.1 点蚀
        2.1.2 晶间腐蚀
        2.1.3 剥落腐蚀
        2.1.4 应力腐蚀
    2.2 铝合金点蚀行为研究进展
        2.2.1 金属间化合物概述
        2.2.2 点蚀机理
        2.2.3 金属间化合物与铝基体的微电偶效应
        2.2.4 金属间化合物对氧化膜的影响
        2.2.5 应力作用下铝合金的初期腐蚀行为
    2.3 原子力显微镜在点蚀研究中的应用
        2.3.1 扫描开尔文原子力显微镜(SKPFM)
        2.3.2 电化学原子力显微镜(ECAFM)
    2.4 DFT计算在点蚀研究中的应用
        2.4.1 第一性原理方法概述
        2.4.2 DFT计算研究微电偶效应
        2.4.3 DFT计算研究氧化膜的生长和破裂
    2.5 机器学习方法在材料领域的应用
    2.6 本文研究思路
3 铝合金微电偶腐蚀倾向性的热力学研究
    3.1 引言
    3.2 实验与计算方法
        3.2.1 计算方法
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 微观组织形貌
        3.3.2 SKPFM实验结果
        3.3.3 DFT计算结果
        3.3.4 实验值与理论值对比
        3.3.5 常见金属间化合物的电偶腐蚀倾向性
    3.4 本章小结
4 应力作用下铝合金微电偶腐蚀影响机制研究
    4.1 引言
    4.2 实验与计算方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 应力加载方法
        4.2.3 浸泡实验
        4.2.4 电化学阻抗谱测试
        4.2.5 微观组织结构表征
        4.2.6 氧化膜组成成分表征
        4.2.7 Volta电势表征
        4.2.8 计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 微观组织结构
        4.3.2 SKPFM实验结果
        4.3.3 DFT和MD计算结果
        4.3.4 腐蚀行为
        4.3.5 局部应变对电偶腐蚀的影响
    4.4 本章小结
5 金属间化合物影响铝合金氧化膜生长与破裂机理研究
    5.1 引言
    5.2 实验与计算方法
        5.2.1 实验材料和溶液
        5.2.2 电化学测试
        5.2.3 成分与形貌表征
        5.2.4 计算方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 微观组织结构
        5.3.2 腐蚀行为
        5.3.3 氧化膜性质
        5.3.4 Al_2CuMg和Al的模型结构
        5.3.5 H_2O和O_2在Al_2CuMg和铝基体表面的解离吸附
        5.3.6 缺陷对Cl~-渗透过程的影响
        5.3.7 富Cu层对Cl~-渗透过程的影响
    5.4 本章小结
6 金属间化合物计算辅助铝合金大气腐蚀速率预测研究
    6.1 引言
    6.2 机器学习方法与第一性原理计算方法
        6.2.1 数据收集
        6.2.2 数据预处理
        6.2.3 算法设计与优化
        6.2.4 DFT计算
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 DFT计算结果
        6.3.2 特征变量相关性和重要性分析
        6.3.3 交叉验证结果
    6.4 本章小结
7 铝合金大气腐蚀行为研究与模型验证
    7.1 引言
    7.2 实验方法
    7.3 环境因素
    7.4 结果与讨论
        7.4.1 微观组织结构
        7.4.2 宏观腐蚀形貌
        7.4.3 微观腐蚀形貌
        7.4.4 成分分析
        7.4.5 腐蚀速率
        7.4.6 电化学测试
        7.4.7 Volta电势差分析
        7.4.8 模型泛化能力验证
    7.5 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(7)海洋环境中三金属电偶腐蚀行为研究及有限元模拟(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电偶腐蚀的影响因素
        1.2.1 材料自身特性
        1.2.2 阴阳极面积比
        1.2.3 氧浓度
        1.2.4 溶液电阻
    1.3 电偶腐蚀的常用研究方法
        1.3.1 失重法
        1.3.2 形貌观察法
        1.3.3 电化学法
        1.3.4 数值仿真模拟
    1.4 三金属电偶腐蚀的研究现状
    1.5 本论文的研究意义、目的及内容
第2章 实验材料及研究方法
    2.1 实验材料与实验环境
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验环境
    2.2 样品制备
        2.2.1 双金属电偶腐蚀实验样品制备
        2.2.2 三金属电偶腐蚀样品制备
        2.2.3 阵列电极电偶腐蚀样品制备
        2.2.4 电化学样品制备
        2.2.5 SVET样品制备
    2.3 实验装置和实验设备
        2.3.1 不同氧浓度下电化学测量装置
        2.3.2 薄液膜下电化学测量装置
        2.3.3 实验设备
    2.4 实验方法
        2.4.1 动电位极化曲线测量
        2.4.2 ZRA测量
        2.4.3 形貌观察及成分分析
        2.4.4 SVET测量
        2.4.5 有限元模拟仿真
第3章 几何因素和环境因素对三金属电偶腐蚀影响的探索研究
    3.1 引言
    3.2 实验结果
        3.2.1 双金属偶对电偶腐蚀实验
        3.2.2 空间排布对三金属电偶腐蚀的影响
        3.2.3 酸碱度对三金属电偶腐蚀的影响
    3.3 分析和讨论
        3.3.1 三金属偶对的电偶腐蚀行为
        3.3.2 酸碱度对三金属电偶腐蚀的影响
        3.3.3 几何因素的影响与阵列电极的设计和制备
    3.4 本章小结
第4章 海洋浸泡环境中三金属电偶腐蚀行为研究
    4.1 引言
    4.2 模型构建
        4.2.1 有限元模型的构建
        4.2.2 数学模型的构建
    4.3 实验结果
        4.3.1 氧浓度的测量和控制
        4.3.2 不同氧浓度NaCl溶液中的极化曲线
        4.3.3 极化曲线预测三金属电偶腐蚀
        4.3.4 ZRA结果
        4.3.5 数学模型、有限元模型、ZRA结果对比
        4.3.6 电流密度分布仿真结果
        4.3.7 Q235的腐蚀形貌
        4.3.8 单独浸泡2024的腐蚀形貌
        4.3.9 不同阴阳极面积比下2024的腐蚀形貌
    4.4 分析和讨论
        4.4.1 氧浓度的影响
        4.4.2 阴阳极面积比的影响
        4.4.3 腐蚀形态的转变
    4.5 本章小结
    附录
第5章 薄液膜下三金属电偶腐蚀行为研究
    5.1 引言
    5.2 有限元模型构建
        5.2.1 模型假设及特征
        5.2.2 物理模型的数学描述
    5.3 结果及讨论
        5.3.1 不同厚度薄液膜下ZRA结果
        5.3.2 薄液膜厚度的影响
        5.3.3 腐蚀产物的影响
        5.3.4 边界效应的影响因素
        5.3.5 电极尺寸的影响
    5.4 本章小节
第6章 薄液膜蒸发过程中三金属电偶腐蚀行为研究
    6.1 引言
    6.2 有限元模型构建及参数设置
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 薄液膜蒸发过程中三金属电偶腐蚀行为
        6.3.2 电极尺寸的影响
        6.3.3 蒸发速率的影响
        6.3.4 空间排布的影响
    6.4 本章小结
第7章 结论
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(8)电力系统中接地引下线材料的试验与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外对接地材料腐蚀问题的研究现状
    1.3 问题的提出
    1.4 本文主要的研究内容
2 试验方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 腐蚀试验材料的制备
        2.1.2 铠装石墨带性能试验所需材料
    2.2 腐蚀试验介质的制备
        2.2.1 含水率试验介质的制备
        2.2.2 含氯离子试验介质的制备
        2.2.3 含硫酸根离子试验介质的制备
    2.3 试验仪器
    2.4 电偶腐蚀的基本原理及测量方法
        2.4.1 电偶腐蚀的基本原理
        2.4.2 电偶腐蚀的测量方法
3 在不同环境中接地网连接处材料的腐蚀试验
    3.1 土壤含水率对连接处材料的腐蚀影响
        3.1.1 含水率对镀锌钢与石墨连接处材料的腐蚀影响
        3.1.2 含水率对304不锈钢与石墨连接处材料的腐蚀影响
        3.1.3 含水率对铜金属与石墨连接处材料的腐蚀影响
    3.2 土壤中Cl-对连接处材料的腐蚀影响
        3.2.1 Cl-对镀锌钢与石墨连接处材料的腐蚀影响
        3.2.2 Cl-对304不锈钢与石墨连接处材料的腐蚀影响
        3.2.3 Cl-对铜金属与石墨连接处材料的腐蚀影响
    3.3 土壤中SO_4~(2-)对连接处材料的腐蚀影响
        3.3.1 SO_4~(2-)对镀锌钢与石墨连接处材料的腐蚀影响
        3.3.2 SO_4~(2-)对304不锈钢与石墨连接处材料的腐蚀影响
        3.3.3 SO_4~(2-)对铜金属与石墨连接处材料的腐蚀影响
    3.4 本章小结
4 铠装石墨带性能试验
    4.1 铠装石墨带直流电阻和接续电阻的测量方法
        4.1.1 铠装石墨带直流电阻的测量方法
        4.1.2 铠装石墨带接续电阻的测量方法
    4.2 膨化温度对石墨电气性能的影响
    4.3 铠装石墨带物理性能试验
        4.3.1 铠装石墨带抗弯性能试验
        4.3.2 铠装石墨带抗扭转性能试验
        4.3.3 铠装石墨带抗拉力性能试验
        4.3.4 铠装石墨带高低温性能试验
    4.4 铠装石墨带电气性能试验
        4.4.1 铠装石墨带雷击电流冲击耐受试验
        4.4.2 铠装石墨带工频电流冲击耐受试验
    4.5 铠装石墨带冲刷试验
    4.6 粘结剂挥发对石墨带电气性能的影响
    4.7 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简历在学期间发表学术论文与研究成果
致谢

(9)LaFe13-xSix基合金的成相及腐蚀行为研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 磁制冷材料简介
    2.2 磁制冷材料磁性研究进展
        2.2.1 室温磁制冷材料研究进展
        2.2.2 La(Fe,Si)_(13)磁制冷材料研究进展
    2.3 磁制冷材料腐蚀行为研究进展
        2.3.1 金属腐蚀研究方法
        2.3.2 稀土磁性材料腐蚀研究进展
        2.3.3 La(Fe,Si)_(13)磁制冷材料腐蚀研究进展
    2.4 研究思路和研究内容
        2.4.1 研究思路
        2.4.2 研究内容
3 实验方法
    3.1 样品制备
    3.2 样品的结构及成分分析
        3.2.1 晶体结构分析
        3.2.2 微观结构和成分分析
    3.3 磁热性能分析
    3.4 腐蚀行为分析
        3.4.1 电化学测试
        3.4.2 失重实验
4 LaFe_(13-x)Si_xB_y合金的成相及耐蚀性研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 LaFe_(13-x)Si_xB_y磁制冷合金的微观结构及磁性能研究
        4.3.1 LaFe_(13-x)Si_xB_y铸锭的1:13相成相和磁性能研究
        4.3.2 退火态LaFe_(13-x)Si_xB_y合金的成相和磁性能研究
    4.4 退火态LaFe_(11.6)Si_(1.4)B_y合金的腐蚀行为研究
    4.5 本章小结
5 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的腐蚀行为研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的微观结构
    5.4 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的腐蚀行为研究
        5.4.1 不同特殊杂相对LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的腐蚀行为影响
        5.4.2 不同特殊杂相与基体1:13相的电化学差异研究
    5.5 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的磁性能研究
    5.6 本章小结
6 退火气氛压力对LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带表面氧化和磁性能的影响
    6.1 引言
    6.2 实验方法
    6.3 铸态LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)磁制冷薄带的微观结构
    6.4 退火气氛压力及时间对LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带表面氧化的影响
        6.4.1 不同热处理条件下LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带的表面氧化研究
        6.4.2 LaFe_(11).5Si_1.5C薄带二次退火后的表面氧化研究
    6.5 LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带表面氧化对磁热性能的影响
    6.6 本章小结
7 通过表面氧化改善LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)磁制冷薄带的耐蚀性
    7.1 引言
    7.2 实验方法
    7.3 表面氧化处理对LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)薄带微观结构的影响
    7.4 LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)薄带经表面氧化处理后的耐蚀性研究
    7.5 表面氧化处理对LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)薄带磁热性能的影响
    7.6 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(10)阳极氧化对CFRP/铝合金螺栓连接件耐蚀性能的影响(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 碳纤维复合材料及其在轨道交通中的应用
    1.3 5083P-O铝合金及其在轨道交通中的应用
    1.4 碳纤维复合材料/铝合金电偶腐蚀
        1.4.1 电偶腐蚀原理
        1.4.2 碳纤维复合材料与金属的电偶腐蚀研究进展
    1.5 铝合金阳极氧化表面防腐研究现状
        1.5.1 铝合金阳极氧化原理
        1.5.2 阳极氧化研究现状
    1.6 主要研究内容与技术路线
        1.6.1 主要研究内容
        1.6.2 技术路线图
第2章 试验材料及研究方法
    2.1 试验材料与试剂
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验试剂与仪器
    2.2 试验方法与表征
        2.2.1 铝合金阳极氧化工艺
        2.2.2 盐雾腐蚀试验
        2.2.3 铝合金失重率测定
        2.2.4 碳纤维复合材料增重率测定
        2.2.5 拉伸性能试验
        2.2.6 疲劳试验
        2.2.7 电化学试验
第3章 阳极氧化对铝合金耐蚀性影响
    3.1 试验结果及分析
        3.1.1 阳极氧化时间对腐蚀性能的影响
        3.1.2 硫酸浓度对腐蚀性能的影响
    3.2 本章小结
第4章 碳纤维复合材料/铝合金连接件腐蚀形貌分析
    4.1 腐蚀形貌分析
        4.1.1 未阳极氧化连接件腐蚀形貌
        4.1.2 阳极氧化连接件腐蚀形貌
    4.2 铝合金腐蚀失重率
    4.3 碳纤维增重率
    4.4 电化学分析
        4.4.1 极化曲线
        4.4.2 电化学阻抗
        4.4.3 电化学噪声
        4.4.4 分析讨论
    4.5 本章小结
第5章 连接件力学性能分析
    5.1 连接件的拉伸性能
        5.1.1 连接件拉伸曲线
        5.1.2 断口分析
    5.2 连接件的疲劳
        5.2.1 S-N曲线
        5.2.2 疲劳断口分析
    5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表论文

四、大气环境条件下复合材料与金属电偶腐蚀及控制方法研究(论文参考文献)

  • [1]导电用铜铝复合板腐蚀行为研究及寿命预测[D]. 程禹霖. 沈阳工业大学, 2021
  • [2]110SS油管、2830油管和140V套管的电偶腐蚀行为研究[D]. 高明忍. 西安石油大学, 2021(09)
  • [3]Ni/Cu层状复合材料力学行为与腐蚀特性研究[D]. 郭剑. 大连理工大学, 2021(01)
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大气环境下复合材料与金属的电偶腐蚀及控制方法研究
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