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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

zngdxb@mail.csu.edu.cn

0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
正式出版
收录年代

    无机黏结剂强化的超疏水涂层及其机械稳定性和抗腐蚀性能

    赵丽霞李红燕周坤刘海星...
    3502-3516页
    查看更多>>摘要：超疏水材料的发展在铝合金表面腐蚀防护领域表现出了巨大应用潜力。然而，超疏水表面机械稳定性不足限制了该领域的快速发展。本研究通过合成铝磷酸盐(AP)无机黏合剂，并与疏水性气相二氧化硅(HF-SiO2)纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷(PDMS)相结合，利用操作简便的喷涂技术在铝合金基体上制备出了具有良好机械稳定性的HF-SiO2@PDMS@AP超疏水复合涂层。研究结果表明，AP无机黏合剂的引入显著增强了涂层的耐磨性，即使在经历了 2000 cm的砂纸磨损后，表面仍能保持其超疏水性能和微纳米多级结构。电化学阻抗谱(EIS)测试结果显示，与初始的铝合金基体相比，HF-SiO2@PDMS@AP超疏水涂层的电荷转移电阻(Rct)提升5个数量级，低频模值(|Z|0。01Hz)提升了 4个数量级，缓蚀效率达99。99％，表现出了优异的抗腐蚀能力。该涂层所具有的机械稳定性和耐腐蚀性能有望大幅拓展其在海洋和工业环境中的表面功能防护应用。

    超疏水性防腐蚀稳定性自清洁

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    • 万方数据

    高活性稀土镁合金化学镀镍基复合涂层的形成机理及其性能

    王波李佳蔚谢治辉刘康...
    3517-3531页
    查看更多>>摘要：本文在高活性稀土镁合金上开发了含活性位点的阳极氧化膜和其上化学镀镍工艺。采用表面和电化学技术研究了活性阳极氧化膜上化学镀镍形成机理及复合涂层的结构与性能。结果表明，在孔径为0。1～2 μm的阳极氧化膜中嵌入了平均尺寸为10 nm的Ag单质纳米颗粒。Ag纳米粒子为Ni-B合金的沉积提供了催化位点，使Ni晶核首先以水平模式生长，后以圆柱模式生长。由于随后沉积了高磷含量的Ni-P合金，三种不同涂层中的微缺陷形成错位以及外层中Ni-P合金的非晶态结构造就了复合镀层的高耐蚀性，复合涂层的腐蚀电位增加了 1。37V，腐蚀电流降低了两个数量级。这些发现为在阳极氧化膜上进行化学镀镍提供了新思路。

    稀土镁合金化学镀镍复合涂层Ag+活化活性阳极氧化膜生长机理

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    • 万方数据

    壳聚糖包覆负载2-巯基苯并噻唑的介孔二氧化硅微球对铜基体的pH响应自修复性能

    褚贵文王志豪张浩然武鹏...
    3532-3546页
    查看更多>>摘要：腐蚀是导致材料失效的重要因素。本文制备了一种用于pH响应的活性保护涂层。在中空介孔二氧化硅微球(HMSN)上负载2-巯基苯并噻唑(MBT)，然后在其表面包覆壳聚糖(CS)。复合微球的直径范围为650～750 nm。壳聚糖增强了复合微球的相容性。在壳聚糖和2-巯基苯并噻唑的协同作用下，CS-HMSN-MBT涂层呈现不同的pH响应性能。在酸性条件下的修复速度更快，在碱性条件下修复速度有所减慢。海水浸泡3d后，活性保护性能达到最强。通过优化缓蚀剂释放机制，延长了涂层的使用寿命，并实现了铜基材的长期使用。

    铜基体纳米复合材料pH响应主动修复协同效应

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    • 万方数据

    聚合物防腐防污材料的研究进展

    吕任江王楠张瑞永高光涛...
    3547-3569页
    查看更多>>摘要：腐蚀一直是困扰和制约工程材料应用和发展的难题。通过赋予金属表面一层高分子材料，可以保护其基材免受酸碱、水蒸气、细菌等腐蚀因素的影响。因此，有必要总结近年来聚合物材料在污染和防腐领域的研究进展。本文选择总结4种耐候性好的聚合物材料:聚氨酯(PU)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚偏二氯乙烯(PVDC)。这4种聚合物材料适用于制造聚合物防腐或防污材料，每种材料都有自己的特点。聚氨酯(PU)可以牢固地粘附在各种基材上，有效地保护和延长其使用寿命，但现在所推行的环保品种聚氨酯——水性聚氨酯(WPU)的机械性能相对较差。聚二甲基硅氧烷(PDMS)无毒且具有优异的疏水性，但在防污领域应用时，其静态防污能力不足。聚偏二氟乙烯(PVDF)具有良好的耐化学品性和高机械性能，良好的抗紫外线性能使其适合户外环境如海洋等使用。然而，PVDF的制造成本略高且柔韧性不足。聚偏二氯乙烯(PVDC)具有优异的水蒸气阻隔效果，但对金属材料表面附着性不好。因此，研究人员在使用这4种聚合物来解决腐蚀或生物污染问题时多对其进行改性。本文从防腐、防污和名为自修复的一种有利于保护聚合物表面免受机械损伤策略等角度回顾近年来4种聚合物的研究进展，总结了研究人员在应用这些材料时采用的改性方法。最后，对这些聚合物材料的应用和前景进行了总结。

    高分子材料防腐防污自修复

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    • 万方数据

    模拟海洋大气环境中过期药品气相缓蚀剂对紫铜的缓蚀作用

    王新伟张天龙李言涛杨黎晖...
    3570-3582页
    查看更多>>摘要：铜制仪器设备在海洋大气环境中面临着严重的腐蚀问题，使用气相缓蚀剂能够有效抑制铜金属的腐蚀，延长铜制仪器设备的使用寿命。一些传统的高效铜缓蚀剂，如苯并三唑和噻二唑及其衍生物，难以生物降解，而且价格昂贵，在使用过程中受到限制。尿素、对乙酰氨基苯酚和谷氨酰胺中均含酰胺基团，可以和紫铜形成配合物吸附在紫铜表面。因此，本文选用这三种过期药品作为气相缓蚀剂，通过腐蚀失重、电化学性能测试和SEM/EDS、XRD、RAMAN、XPS等表征手段研究它们在模拟海洋大气环境中对紫铜的缓蚀作用。腐蚀失重实验结果显示，谷氨酰胺的缓蚀效率最高(83。62％)，其次是尿素(68。46％)、对乙酰氨基苯酚(61。47％)。研制了一种模拟海洋大气环境中的电化学测试装置，利用其进行电化学测试，发现三种气相缓蚀剂的加入能显著降低紫铜的自腐蚀电流，且紫铜腐蚀电位变化均低于85 mV，说明三种气相缓蚀剂类型为混合型抑制剂。SEM/EDS、XRD、RAMAN、XPS表征分析证实了缓蚀剂分子中酰胺基团可以与Cu2+螯合形成配合物，吸附在紫铜表面形成保护膜，有效阻止紫铜表面受到腐蚀介质的侵蚀。各项实验结果表明，所选取的三种过期药品气相缓蚀剂具有良好的缓蚀性能，可实现对铜制仪器设备的有效保护。

    海洋腐蚀与防护气相缓蚀剂紫铜过期药品谷氨酰胺海洋大气环境

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    • 万方数据

    显著增强光电化学阴极保护和防止生物污垢的双功能Cu2ZnSnS4/TiO2纳米管复合材料

    薛俊杰秦英楠闫可心SAND Wolfgang...
    3583-3595页
    查看更多>>摘要：为了缓解金属材料在海洋中的严重腐蚀，一种新型的光电化学阴极保护技术(海水腐蚀和生物防污相结合)正在积极研究中，因此需要研究防腐防污双功能材料。本文采用一步水热法将Cu2ZnSnS4附着在TiO2纳米管表面进行改性。结果表明，当水热反应时间为24 h时，Cu2ZnSnS4/TiO2纳米复合材料与被保护的304 SS不锈钢具有良好的耦合性能，其开路电位负移至-1。05 V，提高了光生电子的分离效率，有效增强了 304 SS不锈钢的光化学阴极保护。制备的样品对金黄色葡萄球菌的去除率高达93％，也证明了其具有抗生物污损的作用。

    光电化学阴极保护防腐Cu2ZnSnS4防生物污垢金黄色葡萄球菌

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    • 万方数据

    基于反渗防腐技术的混凝土方桩耐久性寿命预测数值模型

    王荣波吴文兵何思宏肖良...
    3596-3611页
    查看更多>>摘要：海洋环境中的钢筋混凝土方桩容易受到氯化物的腐蚀。新型反渗防腐技术应用于方桩内部阻止氯化物的侵入。本研究提出一种数值模型来预测基于反渗防腐技术下钢筋混凝土方桩的耐久性寿命，模型考虑了氯离子结合以及渗透率、表面氯离子浓度和扩散系数之间的三重时变特性，利用交替隐式差分进行求解，将求解过程与解析解和实验结果进行对比来验证模型准确性和可靠性。此外，分析了影响混凝土方桩的主要因素。结果表明，反渗防腐技术可以减少氯化物的渗透深度，延长方桩耐久性寿命，水灰比和反向水压是影响最大的因素，0。4 MPa的水压可以让混凝土的耐久性寿命延长一倍，水灰比为0。3的混凝土耐久性寿命可达100年。

    反渗防腐技术氯离子侵蚀交替隐式差分方法钢筋混凝土方桩耐久性寿命

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    • 万方数据

    阴极保护对海洋潮汐环境中X80钢Desulfovibrio desulfuricans腐蚀的影响

    周小包王子豪欧阳泽伦苏慧...
    3612-3627页
    查看更多>>摘要：本文利用失重分析、电化学测量、拉曼光谱和超景深三维显微镜等分析测试技术系统研究了海洋潮汐环境中锌牺牲阳极(zinc sacrificial anode，Zn-SA)阴极保护对X80钢的脱硫脱硫弧菌(Desulfovibro desulfuricans，D。desulfuricans)腐蚀的影响。在海洋潮汐环境中，D。desulfuricans细胞活性较高，X80钢发生了明显的D。desulfuricans腐蚀，腐蚀以局部腐蚀为主。Zn-SA阴极保护作用下，浮游和固着D。desulfuricans的活性显著降低，腐蚀产物中钙质沉积物的含量逐渐增加，腐蚀产物电阻Rf值逐渐上升。Zn-SA阴极保护显著地抑制了 X80钢D。desulfuricans腐蚀，但是这种抑制作用会随着X80钢在潮汐环境中的垂直高度的升高而降低。

    X80管线钢微生物腐蚀海洋潮汐腐蚀Desulfovibrodesulfuricans阴极保护

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    • 万方数据

    Ti-Mo-V复合添加对船用10Ni5CrMoV钢组织和性能的影响

    邹涛董艳伍姜周华王琪...
    3628-3645页
    查看更多>>摘要：系统研究了 Ti-Mo-V复合添加对船用10Ni5CrMoV钢中析出相演变及其强韧性机制的影响。复合添加Ti-Mo-V能够以Ti(C)→V→Mo的顺序形成TiC为核、Mo-V为壳的TixMoyVzC碳化物。当Ti的质量分数为0～0。1 wt。％时，等效晶粒尺寸从1。70 μm减小到0。91 μm，马氏体板条平均宽度从144 nm减小到103 nm，析出相的等效直径从88 nm减小到59 nm。由于纳米析出相增强了对晶界和位错的钉扎作用，提高了析出和位错强化的贡献，使得试样的屈服强度从815 MPa提高到876 MPa。等效晶粒尺寸的减小和大角度晶界取向占比的增加，阻碍了裂纹的萌生和扩展，使得试样的DBTT值从-103 ℃下降到-116 ℃。当Ti的质量分数为0。05％时，试样的强度和低温韧性能够协同提高，这也为探索优良强度和低温韧性匹配的船用10Ni5CrMoV钢的提供了理论依据和实验参考。

    10Ni5CrMoV钢Ti-Mo-V复合添加韧脆转变温度TixMoyVzC机械性能

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    • 万方数据

    调控锂含量来提高Li-B合金的储锂性能

    曾婧陈勇刘秀芳王日初...
    3646-3656页
    查看更多>>摘要：Li-B合金具有较高的能量密度和结构稳定性，有望满足日益增长的储能需求。其纤维状多孔骨架可以增加电化学活性面积，降低局部电流密度，从而减少锂枝晶。在本文中，制备了不同锂含量的Li-B合金，研究了锂含量对Li-B合金的结构和电化学性能影响。结果表明，随着锂含量的增加，Li-B合金骨架间距增大，骨架顶部的沉积减少，导致SEI变薄，极化降低。在对称电池中，锂含量最高的Li-B合金(锂含量为64 wt。％)循环时间最长，在1 mA/cm2和0。5 mA·h/cm2下的循环时间超过140h，过电位最小(0。08 V)。当与LiNi0。5Co0。2Mn0。3O2配对时，全电池具有最高的放电比容量和最佳倍率性能。

    Li-B合金锂枝晶三维骨架锂金属电池

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