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材料保护
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徐军

月刊

1001-1560

bjb@mat-pro.com

027-83641679

430030

湖北省武汉宝丰二路126号

材料保护/Journal Materials ProtectionCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1960年，是由武汉材料保护研究所、中国腐蚀与防护学会、中国表面工程协会，中国机械工程学会表面工程分会主办的全国性表面应用技术杂志，面向国内外公开发行，属中文核心期刊。曾荣获首届国家期刊奖，第二届中国期刊提名奖，入选中国期刊方阵双高期刊。
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    高低温交替海洋环境下NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层的腐蚀失效机理

    朱荣涛张亮汪永宏陈世露...
    1-10页
    查看更多>>摘要：为探究NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层在高低温交替海洋环境中的腐蚀损伤和退化机理,通过设计高-低温氧化交替和高温氧化-酸性盐雾交替试验,对NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层腐蚀损伤开展研究.试验结果表明,经750 ℃高-低温交替氧化50次循环后,涂层在氧化试验中发生氧化侵蚀,但表面结构完整性并未受到破坏.试验结束后合金质量仅增加了 3.87 mg/cm2,表明涂层有效抑制了氧气向内部发生扩散,避免了基体遭受氧化侵蚀.在50次高温氧化-酸性盐雾交替循环过程中,NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层发生了严重的腐蚀降解,试验结束后合金质量高达13.52 mg/cm2.氧化层结构因长期的盐雾侵蚀导致表面松动,萌生腐蚀孔洞甚至发生脱落.随着高温氧化-酸性盐雾交替循环次数的增加,引起涂层损伤的临界反应由氧化侵蚀转变为热腐蚀.混合盐共晶反应生成的氯气作为催化载体,加速了氧化产物的生长,证明NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层在高温氧化-酸性盐雾交替环境下的抗腐蚀性能较弱.

    NiCoCrAlY/AlSiY复合涂层海洋环境高-低温氧化交替高温氧化-酸性盐雾交替

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    化学气相沉积生长TaC涂层的高通量热力学分析

    孙清云陈辉李士栋张翅腾飞...
    11-19,38页
    查看更多>>摘要：为指导半导体高温炉构件用高纯TaC涂层的生长调控,采用Thermo-calc软件开展TaC涂层生长过程的高通量热力学模拟计算,研究了沉积温度、压强和前驱体组分比对原料利用效率和TaC涂层纯度等指标的影响.模拟结果表明,在"TaCl5+C3H6+H2"体系中,X(Ta)∶ X(C)(摩尔分数比)决定了产物的物相组成,X(H)∶X(C)决定了高纯TaC涂层的形成窗口.当X(Ta)∶X(C)＜1时,可以获得高质量TaC涂层,涂层中的主要杂质为游离碳,可以通过提高气氛中氢气的浓度来消除涂层中的游离碳杂质.根据模拟分析结果,推荐的反应窗口为:X(Ta)∶X(C)为 0.8～1.0 且X(H)∶X(C)≥400,沉积温度为 1 800～2 100 K,沉积压强为 5 000～10 000 Pa,可获得高纯度(＞99％)和高原料利用率(＞99％)的TaC涂层.

    热力学化学过程TaC沉积物涂层

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    模拟海洋环境Ti2AlNb合金高温腐蚀行为研究

    陈伟张大路胡素影马北一...
    20-28页
    查看更多>>摘要：通过设计高温氧化试验、高温热盐腐蚀试验、高温热盐-水汽协同腐蚀试验,系统开展模拟海洋环境Ti2AlNb合金的高温腐蚀行为与机理研究.利用XRD、SEM和EDS等微尺度分析表征方法,全面解析Ti2AlNb合金物相结构特征、微观腐蚀形貌及腐蚀产物成分.研究结果表明,经650 ℃氧化400 h后,Ti2AlNb合金的氧化增重仅为0.507 mg/cm2,表面原位生成均匀致密的氧化层,其厚度约3 µm.经650 ℃热盐腐蚀400 h后,Ti2AlNb合金增重高达4.049 mg/cm2,表面氧化层呈棕黄色且厚度高达150 μm.热盐试验过程中混合盐共晶反应产生的Cl2作为催化载体加速合金腐蚀降解,其诱导形成的气态氯化物及腐蚀产物(如NaNbO3和Na2TiO3)最终导致氧化层的严重开裂和剥落,使合金整体严重失效退化.经650℃热盐-水汽协同腐蚀400h后,Ti2AlNb合金的腐蚀损伤进一步加剧,水汽环境导致其表面氧化层腐蚀降解及HCl形成,而HCl内渗进一步加速了基体合金降解.此外,混合盐的内扩散及其共晶反应所产生的Cl2会与水反应再次形成HCl,而HCl进一步加速Ti2AlNb腐蚀降解进程,并导致大量疏松腐蚀产物堆积和脱落,即高温热盐-水汽强耦合效应严重威胁Ti2AlNb合金的服役寿命.

    Ti2AlNb合金高温氧化高温热盐腐蚀高温热盐-水汽协同腐蚀腐蚀与降解机理

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    石墨烯层数对分散性和摩擦学性能的影响

    张春风张晓军张伟赵壮...
    29-38页
    查看更多>>摘要：为了提高传动油基础油的摩擦学性能并探究石墨烯层数对其的影响,选用了不同层数的石墨烯纳米片和纳米石墨(NG)作为传动油基础油的润滑添加剂,使用UMT-3往复摩擦试验机测试了不同层数石墨烯以及纳米石墨传动油基础油的润滑特性.结果显示:不同层数的石墨烯在传动油基础油中的分散稳定性不同.其中,单层石墨烯由于其表面积大,层间作用力较弱,油分子可以充分填充石墨烯层间发生位阻效应,因而拥有最优异的分散稳定性.此外,不同层数的石墨烯以及NG作为传动油润滑添加剂都可以提高传动油基础油的润滑特性.其中,单层石墨烯(SGN)传动油展现出最佳的摩擦学性能,其磨损量与基础油相比减少了 98％.另外,对石墨烯以及NG传动油润滑的磨损表面的Raman测试中检测出明显的石墨烯峰,说明石墨烯以及NG在摩擦区域的吸附形成了致密的摩擦膜从而降低了摩擦系数和磨损率.对SGN传动油的摩擦产物进行收集并观察,有力地揭示了其润滑机理.SGN优异的摩擦学性能主要归因于其优异的分散稳定性以及剪切作用下发生的结构有序化转变.

    石墨烯层数摩擦学性能分散性有序化转变

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    中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司喜获"湖北省制造业单项冠军企业"称号

    38页
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    联合添加微量Sc、Zr元素对B4C/7075Al复合材料力学性能和腐蚀行为的影响

    韩慧敏姜龙涛晁振龙韩秉卓...
    39-46,55页
    查看更多>>摘要：限制高强度B4C/Al复合材料工程应用的关键为腐蚀问题,添加微量合金元素是提高其耐蚀性的有效措施.采用压力浸渗法制备了 B4C/7075和添加微量Sc、Zr元素的B4C/7075-0.15Sc-0.35Zr复合材料,利用扫描电镜、透射电镜、弯曲性能测试、拉伸性能测试、中性盐雾试验和电化学测试对比研究了联合添加Sc和Zr元素对B4C/7075Al复合材料的显微组织、力学性能和腐蚀行为的影响.结果表明:添加Sc和Zr元素后,复合材料的抗弯曲强度和抗拉强度升高,腐蚀速率降低,腐蚀电流密度(Jcorr)下降,耐蚀性增强,这是因为添加Sc和Zr元素后,复合材料的晶界析出相细小且不连续分布,无析出带(PFZ)消失.

    B4C/7075复合材料ScZr力学性能腐蚀行为无析出带

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    Cr含量对Fe-Cr-Si三元系合金组织和耐蚀性能的影响

    张学峰龙海洋贵永亮胡桂渊...
    47-55页
    查看更多>>摘要：为了探究Cr元素含量对Fe-Cr-Si三元系合金组织和耐蚀性能的影响,采用SEM、XRD等仪器对3种不同Cr含量的Fe-Cr-Si系合金的显微组织、硬度及其腐蚀行为展开研究,系统分析了 Cr含量变化对Fe-Cr-Si系合金材料的显微组织、硬度及耐蚀性能的影响.结果表明:3种不同Cr含量的Fe-Cr-Si合金均由树枝晶和枝晶间基体组成.随着Cr含量的增加,枝晶间Fe3Si相增多,Fe-Cr固溶体相生成.相比Fe8Cr10Si合金,Fe16Cr10Si合金的硬度降低16％.10％(质量分数)HCl溶液浸泡腐蚀试验结果表明,Cr含量较低的Fe8Cr10Si合金的腐蚀情况最为严重,出现较深的腐蚀坑,腐蚀坑中的片状硅化物未能有效地防止合金被侵蚀.固溶态Cr含量的升高是促使Fe-Cr-Si合金耐蚀性能提升的主要原因.

    Fe-Cr-Si系合金金相组织固溶Cr耐蚀性能

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    风机叶片新型耐磨超疏水涂层的防覆冰性能研究

    王宇辰高志强贾建文杜华云...
    56-62页
    查看更多>>摘要：风力发电机叶片在服役过程中经常会受到覆冰影响,超疏水材料由于其特殊的湿润性,在防冰领域具有较大的应用潜力.基于此,以风力发电机叶片为基底,在其表面旋涂由环氧树脂(EP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和改性的SiO2等配制的无氟悬浮液,固化后制得耐磨防冰的超疏水试样.采用扫描电镜、红外光谱仪和接触角测量仪分别对超疏水涂层的微观形貌、成分组成和疏水性能进行研究.结果表明:超疏水涂层的接触角为166.65°,滚动角为2.5°.相比于无涂层风机叶片,涂层在-10℃和-15℃延长结冰时间40％左右,并且涂层结冰后冰层的粘结强度明显小于风机叶片的.涂层在800目砂纸上磨损10 m后接触角为150.5°.制备的耐磨超疏水涂层具有超疏水效果和良好的防冰性能.

    风机叶片超疏水涂层制备防覆冰耐磨性

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    氟基自组装超疏水涂层防冰霜及液滴接触特性研究

    杨京龙邱超
    63-69页
    查看更多>>摘要：为了研究冷表面对超疏水涂层的防冰霜性能和液滴的撞击接触行为的影响,在碳纤维表面喷涂氟基自组装超疏水涂层,然后在半导体制冷台上对试样进行结霜、液滴结冰和液滴接触行为的可视化观测,分析超疏水涂层表面的结霜、液滴结冰以及液滴的撞击接触行为随时间的变化规律.结果表明:在-5℃下,与普通表面不同,超疏水表面的凝结液滴没有发生冻结.在-10、-15 ℃下,超疏水表面的抑霜效果明显优于普通表面,结霜时间分别延迟了 34 s和22 s;在-5、-10、-15 ℃下,超疏水表面上液滴的延迟结冰时间分别是普通表面的16倍、10倍、9倍;在不同温度下,液滴在撞击低温超疏水表面后,最大铺展直径相同,在-5、-10 ℃下液滴部分反弹,25 ℃下液滴在超疏水表面反弹了 11次.

    超疏水抑霜延迟结冰液滴碰撞

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    流动条件下X65钢在含氧体系下的腐蚀行为及腐蚀预测模型

    张金龙江潘廖柯熹何国玺...
    70-79页
    查看更多>>摘要：X65钢注水海管介质含有溶解氧,导致管道内发生严重腐蚀.针对该问题,基于现场注水海管基础数据,考虑流速、温度、溶解氧浓度和Cl-浓度对X65钢腐蚀行为的影响,设计9组正交试验,采用高温高压反应釜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行失重测试和腐蚀产物表征;结合多元线性回归法,建立腐蚀预测模型.结果表明:4种影响因素对腐蚀速率的影响程度由大到小排序为:溶解氧浓度＞温度＞流速＞Cl-浓度,溶解氧浓度是腐蚀主控因素;随着流速、温度、溶解氧浓度和Cl-浓度的增大,腐蚀速率增大;腐蚀产物表征结果表明,腐蚀产物主要为Fe3O4和Fe2O3;考虑上述4个因素的影响,基于7组均匀腐蚀速率值,建立腐蚀预测模型;采用剩余2组均匀腐蚀速率值对腐蚀预测模型进行验证,误差最大为8.9％,表明该腐蚀速率预测模型的准确性较高.

    注水海底管道含氧体系高温高压反应釜试验腐蚀行为腐蚀预测模型

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