抗腐蚀材料与工艺

Ni₃S₂微纳米结构超疏水表面的制备及耐蚀性能

尹晓丽, 于思荣, 胡锦辉

材料导报 2019,33(20 ):3372 -3376. DOI:10.11896/cldb.18080178

摘要（769）

PDF（pc）（2186KB）（481）

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等离子体聚合聚环氧乙烷类涂层用于提高镁合金心血管支架抗腐蚀性能

余东海, 熊开琴, 黄楠

材料导报 2020,34(6 ):6166 -6171. DOI:10.11896/cldb.19040174

摘要（691）

PDF（pc）（7092KB）（529）

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金属表面植酸转化膜研究进展

卢勇, 冯辉霞, 张晓芳

材料导报 2019,33(9 ):1455 -1461. DOI:10.11896/cldb.18030037

摘要（1365）

PDF（pc）（1629KB）（896）

收藏化学转化膜技术是金属物件表面处理中应用较为广泛的一项技术,可使金属物件得到较好的防护,可用于金属防腐、耐磨、减摩、涂装底层,其应用涉及汽车制造、家电以及五金构件加工等诸多行业。化学转化膜技术作为最常用的金属表面预处理技术,因工艺简单、效果显著、沉淀均匀、成本低且膜的厚度易控制等优势而受到越来越多的关注。
传统的铬酸盐和磷酸盐转化处理方法会对环境产生持久性危害,因而已逐步被绿色环保的方法取代。目前,金属表面绿色前处理技术的开发和应用已成为该领域十分重要的研究方向。经过十几年的努力,研究人员相继开发了各类环境友好型转化膜。本文针对无铬化学转化膜,从锆盐、钛盐、钒盐、钼酸盐、锡酸盐、铌盐和稀土元素类转化膜等的制备工艺、防腐蚀效果等方面阐述了无铬化学转化膜的研究进展。虽然,无铬转化新技术有一定的实践应用,但作为防腐蚀技术而言,单一使用该技术的效果并不理想,还需要与其他方法相结合并加以改进。
本文重点分析了植酸转化膜的沉积机理、影响因素及改进技术发展。植酸是从植物中提取的无毒天然有机大分子,分子中含有能够与金属离子发生螯合作用的六个磷酸基,每个磷酸基中又有两个羟基和四个氧原子,可在较宽的pH值范围内与大多数二价及以上的金属离子螯合形成稳定的配合物。植酸作为金属表面化学转化膜成膜材料在金属腐蚀与防护领域的应用越来越广泛。大量研究结果表明,金属在植酸处理液中通过电化学反应,使金属表面的金属离子与植酸分子发生螯合作用,沉积形成植酸化学转化膜。植酸化学转化膜的研究涉及多种金属如镁合金、钢、铁等。本文通过分析植酸转化膜的制备过程,总结了影响转化膜表面形貌和耐蚀性的三个主要因素,即植酸的浓度、处理液的pH值和处理时间;同时还归纳了单一植酸转化膜存在的不足,如膜层表面存在微小裂纹、膜层较薄、耐蚀时间较短、耐腐蚀效果不佳等。研究表明,提高植酸转化膜保护效率的途径有碱预处理、热后处理及与金属离子协同等改进技术,以及同其他转化膜复合、同其他物质复合等复合方法。此外,还展望了植酸在金属表面转化处理的发展前景。

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新型喹啉季铵盐酸化缓蚀剂氯化苯甲酰甲基喹啉(PCQ)的合成及缓蚀性能

王业飞, 钱程, 杨震, 丁名臣, 王任卓

材料导报 2019,33(4 ):699 -704. DOI:10.11896/cldb.201904026

摘要（873）

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油气开发用钛合金油井管选材及工况适用性研究进展

刘强, 惠松骁, 宋生印, 叶文君, 于洋

材料导报 2019,33(5 ):841 -853. DOI:10.11896/cldb.201905017

摘要（1190）

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收藏钛合金材料由于具有高比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋开发工具的热门候选材料。目前国内外很多研究机构和学者都开展了用于油气开发领域的钛合金材料的研究,包括钛合金石油管的可行性、钛合金管材的制备加工、实验室内钛合金性能评价以及钛合金管材的现场应用等方面。
然而,我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下服役不但要面临高温高压的挑战,还要经受硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的共同作用,因此我国对油井管的要求高于国外一般水平。此外,钛合金是钛含量大于50%的金属的总称,仅我国国标所列举的不同成分钛合金就多达76种。这些已经标准化的钛合金材料大多用于航空航天、石化炼化、生物医学、船舶以及海洋工程领域,这些应用环境和油气开发环境具有巨大的区别,已有牌号的钛合金能否适用于油气开发工况尚不得而知。国内有关钛合金油井管在硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸环境下服役的研究报道和应用经验都较为缺乏,导致油气开发油井管用钛合金材料在选择和使用上存在风险,为了防止钛合金在应用时出现大的安全事故而造成生命财产的损失,迫切需要结合国内外研究经验对可用于油气开发环境的钛合金材料进行筛选和评价,明确每种钛合金材料的工况适用性和使用极限,以保证其使用的安全可靠性。
本文在国外近30年已发表的钛合金油井管相关研究成果和国内钛合金油井管最新研究进展的基础上,总结了油气开发用钛合金油井管选材经验,并对七种典型钛合金材料在油气开发工况下的适用性和使用极限做出了归纳总结,分析了钛合金油井管要真正实现大规模应用面临的问题并展望了前景,以期为油气开发用钛合金材料的选用提供参考。

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杜仲胶/环氧树脂防腐涂料的制备与性能

冯潇,康海澜,杨凤,方庆红

材料导报 2019,33(22 ):3847 -3852. DOI:10.11896/cldb.18090258

摘要（684）

PDF（pc）（38235KB）（393）

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微量Co对7056铝合金组织与腐蚀性能的影响

周亮, 陈送义, 彭振凌, 张星临, 范淑敏, 昌江郁, 袁丁玲, 陈康华1,2,3

材料导报 2019,33(2 ):314 -320. DOI:10.11896/cldb.201902021

摘要（683）

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木质素磺酸钠在混凝土模拟孔隙液中对碳钢的缓蚀与吸附作用

谢婉晨, 李建三

材料导报 2019,33(8 ):1401 -1405. DOI:10.11896/cldb.17090054

摘要（620）

PDF（pc）（2286KB）（623）

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电弧喷涂耐海水腐蚀金属涂层的研究进展

徐金勇, 吴庆丹, 魏新龙, 肖金坤, 张超

材料导报 2020,34(13 ):13155 -13159. DOI:10.11896/cldb.19060047

摘要（833）

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收藏电弧喷涂金属涂层作为钢结构表面防护的一种重要措施,经过几十年的发展,已成为成熟的表面工程技术和产业。同时,随着新的喷涂工艺、设备和材料的不断研发,电弧喷涂金属涂层应用领域日益广泛。与此同时,使用电弧喷涂技术进行防腐的缺点也日益突出,尤其是喷涂过程中存在有害物质排放等问题,严重制约了其发展。电弧喷涂制备的涂层孔隙率低、微观组织致密、结合强度高且经济性好。相比于其他传统防腐技术,电弧喷涂金属涂层应用于钢结构的表面防护具有如下优势:(1)电弧喷涂沉积效率高、操作容易,便于现场施工;(2)涂层在海洋苛刻腐蚀环境中服役时间长。
然而,电弧喷涂耐海水腐蚀金属涂层的服役环境介质不同,对涂层的耐蚀性能提出了更高的要求。因此,近几十年来除研究电弧喷涂工艺参数外,科研工作者们着力研发多功能、高性能的喷涂材料,并取得了丰硕成果,同时充分利用电弧喷涂技术的优势可显著提高涂层的性能。目前电弧喷涂金属涂层材料正朝着复合化、新型化方向发展。
目前,用于钢结构表面防护且已取得广泛应用的喷涂材料有锌/铝及其合金、镍基合金、铁基合金和铜基合金等。其中锌、铝及其合金是使用最早且最广泛的喷涂材料;镍基合金可通过加入铬、钼等抗点蚀、缝隙腐蚀的合金元素,提高材料的耐蚀性能;铁基合金中添加少量Mo等元素, 能有效抑制晶界腐蚀发生;铜基合金中加入1%的锡,能抑制合金脱锌过程并提高其力学性能。近几年的研究重点为多种合金材料复合及新型合金材料的使用,以电弧喷涂技术为手段制备耐腐蚀涂层,可实现涂层功能和性能的双提升。
本文以分析钢结构在近海岸海洋环境各区域带的腐蚀规律为基础,比较了目前用于钢结构表面腐蚀防护的方法及其优缺点,阐述了电弧喷涂涂层的研究现状和防腐机理。从电弧喷涂耐海水腐蚀涂层的微观组织结构、涂层性能及防腐机理等方面,分析了电弧喷涂金属涂层防腐面临的问题并展望了其前景,以期为工业领域钢结构表面的长效防护提供参考。

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合金化对不锈钢耐蚀性能影响的研究进展

毕凤琴, 周帮, 王勇

材料导报 2019,33(7 ):1206 -1214. DOI:10.11896/cldb.17070037

摘要（936）

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收藏不锈钢以其自身所具有的高度稳定特性,在生活和工业尤其是石油化工行业中得到越来越广泛的应用,成为当今必不可少的材料之一。然而,作为当前材料损失三大世界难题之一的金属腐蚀,则成为不锈钢材料进一步扩展使用领域的主要壁垒。目前,解决不锈钢材料腐蚀的主要措施有涂层及改变材料中的元素和含量(合金化)。涂层法的防护研究已取得了一定的进展,但仍存在着严重不足,涂料在生产和应用过程中对环境造成的二次污染,使其本身丧失了生存的能力。在石油化工行业中的材料腐蚀,不仅仅是来自于化工介质的直接侵蚀,更多的是在实际生产中的高温、高压和连续操作条件下综合作用的结果。而以改变材料的元素和含量为主的防护措施,不仅降低了涂层防护的弊端,而且能有效地改善石油化工管线设备的服役寿命。因此,近年来该方法已成为该领域的研究热点。
合金化作为提高不锈钢耐腐蚀性能的重要途径之一,通过控制引入的微量元素种类和含量,充分挖掘微量元素的改善潜力是当前不锈钢合金化的主要方向。微量合金元素的可控加入,除了会改变原有主合金元素形成析出相的析出过程、分布、结构等来改善基体的性能,更多的作用形式则是通过自身形成特定的析出相,起到细化晶粒和强化等作用。因此,合理控制引入元素的种类和用量,是得到特定析出相进而实现改善不锈钢性能的关键。迄今为止,关于通过掺杂合金元素来提高不锈钢的耐腐蚀性能的研究工作,主要集中于单一掺杂常见的合金元素或者稀土元素对不锈钢材料的性能改善等方面。相关研究表明,相较于常见的合金元素,其他的微量元素如Co、Nb、Ru等同样在掺杂量较少的前提下能够实现对不锈钢耐蚀性能的优化。此外,在合金化过程中,复合添加合金元素既保持了单一元素自身的特定优势,也可以借助与其他元素间的相互作用达到较优异的改善效果。同时,大量的研究结果也发现,无论是单一或复合添加合金元素,合金元素的加入量对不锈钢中掺杂合金元素的改善作用至关重要。
本文从改善不锈钢耐蚀性角度出发,总结了近些年合金化对不锈钢耐蚀性能影响的研究进展,同时对不同合金元素共存时对不锈钢耐蚀性能的影响进行了总结。在此基础上,指出了在不锈钢耐腐蚀研究和改善其耐蚀性能过程中存在的问题、可能的改善措施及未来可能的发展方向。

卞贵学, 陈跃良, 张勇, 王安东, 王哲夫

材料导报 2019,33(16 ):2746 -2752. DOI:10.11896/cldb.18060158

摘要（636）

PDF（pc）（2303KB）（372）

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加工硬化对304不锈钢应力腐蚀裂纹裂尖力学性能的影响

张建龙, 薛河, 崔英浩, 陈浩

材料导报 2019,33(24 ):4147 -4151. DOI:10.11896/cldb.19010071

摘要（976）

PDF（pc）（2427KB）（546）

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喷丸对TC4合金微弧氧化涂层磨损和腐蚀行为的影响

任超, 罗军明, 陈宇海, 黄俊, 徐吉林

材料导报 2020,34(18 ):18081 -18085. DOI:10.11896/cldb.19090097

摘要（571）

PDF（pc）（3955KB）（348）

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