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基于溶解氧预测模型的阳极氧化铝合金腐蚀试验研究
罗峰;程乔乔;李翔;林瑞琪;林慧馨;[目的]构建水中溶解氧预测模型，并基于该模型指导腐蚀试验工况设计，分析溶解氧水平及电偶作用对铝合金腐蚀行为的影响。[方法]基于Benson & Krause方程并结合Henry定律和道尔顿分压定律，建立关于水温-气压的水中溶解氧预测模型，并据此构建加压舱内不同溶解氧水平的腐蚀环境，开展铝合金在水下环境中的腐蚀试验，重点对比孤立铝合金与铝合金-不锈钢电偶体系的腐蚀差异。采用表面形貌分析与失重法量化表征腐蚀特征。[结果]溶解氧预测模型最大误差为1.52%，平均误差0.63%，表明该模型具有较高预测精度。基于该模型开展的腐蚀试验中发现，高溶解氧(65.41 mg·L-1)条件下，铝合金-不锈钢电偶体系在24 h内即诱发6处局部腐蚀，最大区域为3.56 mm × 1.44 mm，表现出明显的耦合增强效应。在典型工况下，腐蚀失重过程表现出阶段性特征：初期(0-48 h)平均失重速率达4.66×10-2 mg·m-2·h-1；后期(> 48 h)因Al(OH)3产物层形成，速率降至5.82 × 10-3 mg/(m2·h)，降幅87.5%。[结论]本文建立的溶解氧预测模型能够为加压环境下腐蚀试验工况设计提供支撑，并可用于构建可控的高氧腐蚀环境。基于该模型的试验结果初步表明，高溶解氧与电偶作用的耦合会显著加剧铝合金腐蚀，腐蚀过程呈现一定阶段性特征。该研究为后续开展铝合金水下腐蚀行为研究及防护设计提供了参考。
H2S和CO2共存环境下1Cr钢腐蚀敏感性研究
徐伯文;[目的]在复杂油气井工程中，1Cr钢作为油气井管柱的关键材料，其多因素下腐蚀行为直接影响油气井的防腐工程设计。本研究旨在探究温度、Cl-浓度、CO2分压及H2S分压对1Cr钢腐蚀行为的敏感性，明确其主控因素。[方法]采用正交法设计实验，利用扫描电镜(SEM)对腐蚀产物表面形貌进行表征，并结合能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)确定了腐蚀产物的化学组成。[结果]在研究的各影响因素中，1Cr钢腐蚀的敏感性由高到低分别是H2S分压、CO2分压、温度和Cl-浓度。[结论]该研究区域H2S分压是影响腐蚀速率的主控因素，也是该区域防腐主要考虑的对象。
基于SEM图像智能识别的镍基镀层磨损机理判定
李彬彬;卢飞;王凯飞;万顺;柳佳冀;张中泉;卫国英;[目的]针对镍基镀层磨损机理分析存在的效率低、主观性强、复杂磨损形貌难以识别的问题，提出一种基于SEM(扫描电镜)图像识别的磨损机理智能分析方法，以实现镍基镀层磨损机理的高效、准确判定。[方法]基于卷积神经网络(CNN)技术，构建磨损机理智能分类框架，利用644张包含不同磨损形貌的SEM图像数据集对模型进行训练与验证，并结合梯度加权类激活映射(Grad-CAM++)方法揭示卷积层对磨损SEM图像关键特征的识别行为。[结果]训练后的模型在验证集上取得最高分类准确率81.54%，图像识别率可达每秒约40张，Grad-CAM++方法赋予了模型良好的可解释性。在对Ni–W合金镀层的SEM磨损形貌进行分析时，模型成功捕捉到了镀层磨损机理随时间由摩擦化学反应向磨粒磨损的转变过程。[结论]本文提出的磨损机理智能分析方法，通过SEM磨损形貌图像的高效准确识别，实现了镍基镀层磨损机理的智能判定及磨损机理转变的捕捉，为镍基镀层的磨损行为分析提供了一种智能技术方法。
电解抛光参数对316L不锈钢半导体部件内壁的表面效果研究
苏冬梅;祝闻;刘子灿;[目的]电解抛光是提升316L不锈钢表面光洁度与耐腐蚀性的关键工艺，其效果高度依赖于电解温度、抛光时间、电流密度、电解液流速、外加电压及阴阳极间距的协同作用，因此需探究最佳电解抛光参数。[方法]通过单因素实验和正交实验设计优化电解抛光参数，重点研究了外加电压和电解液流速对316L不锈钢半导体内壁表面粗糙度的影响，对比了不同外加电压和电解液流速处理后316L不锈钢半导体部件内壁的金相组织和微观形貌变化。[结果]实验结果表明：当电解温度70 ℃、抛光时间120 s，电流密度为50 A/dm2，电解液流速700 mL/min以及阴阳极间距40 mm和外加电压6 V时，316L不锈钢半导体内壁表面粗糙度(Ra)由抛光前的0.3 μm降至0.037 μm；通过场发射扫描电子显微镜(SEM)对比电解抛光前后微观形貌，抛光后的316L不锈钢半导体部件内壁微观组织均匀致密，表面光滑平整。[结论]通过最佳电解抛光参数处理后，316L不锈钢半导体部件内壁表面粗糙度明显降低，表面均匀光亮。本研究为精密部件的高效电解抛光提供了多参数协同控制策略。
芬顿法处理高络合电镀废水的研究
雷贤宇;沈岳军;罗华江;[目的]焦磷酸盐体系电镀铜与化学镀镍混合废水因含有高浓度重金属离子及其络合物、氨氮、次磷酸盐、焦磷酸盐、有机物等，采用常规化学沉淀法处理难以稳定达标。本研究旨在探索芬顿氧化破络法对该类高络合电镀废水的处理效果，为工程应用提供参考。[方法]以实际车间混合废水为研究对象，通过单因素实验考察初始pH、反应时间、H2O2与Fe2+物质的量比对污染物去除率的影响，并在最优条件下分析不同稀释倍数废水的处理效果，同时采用X射线衍射仪(XRD)对沉淀产物进行表征，结合反应过程分析破络机理。[结果]芬顿反应的较佳条件为：初始pH 4，H2O2与Fe2+物质的量比2∶1，反应时间40 min。在此条件下，原水中总磷、氨氮、总铜、总镍、化学需氧量(COD)的去除率分别达到97%、70%、98%、99%和74%以上。稀释2倍后，出水各指标均可满足GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》中“表2”要求。XRD分析表明，芬顿沉淀物呈非晶态多组分特征，证实其有效破坏了金属络合物并促使多种污染物共沉淀。[结论]芬顿法可通过产生强氧化性羟基自由基有效破络，同时去除铜镍废水中的重金属、磷、氨氮和有机物，后续结合简单沉淀即可实现稳定达标，是处理高络合电镀废水的可行技术。
激光熔覆NiCoCrFeAlHfY高熵合金涂层的组织与耐磨耐蚀性能研究
王正阳;李萌;韩玉君;周青春;李鸿亚;杨献盛;张保森;赵伟;张超;张振;[目的]为提升风电主轴用42CrMo+Ni钢的耐磨与耐蚀性能，解决其在复杂服役环境下的表面失效问题，采用激光熔覆技术在其表面制备NiCoCrFeAlHfY高熵合金涂层。[方法]通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)表征涂层的物相组成、微观结构与元素分布，结合显微硬度测试、摩擦磨损实验及电化学测试，研究涂层的力学性能和耐腐蚀特性。[结果]结果表明：涂层与基体形成良好的冶金结合，主要由BCC固溶体及(Co，Fe，Ni)Al强化相组成，Hf与Y微合金元素的协同作用促进晶粒细化与组织致密化。相较于基体，涂层的平均显微硬度为529.6 HV，提升约49%，摩擦系数更低且磨损过程更稳定，在盐雾等腐蚀环境中表现出更优的耐蚀性，腐蚀电位为-0.375 5 V、腐蚀电流密度为基体的1/14，表面钝化膜稳定性更强。[结论]激光熔覆制备的NiCoCrFeAlHfY涂层可满足风电主轴的严苛服役需求。
碳钢表面粗糙度对环氧涂层耐蚀性的影响──界面腐蚀的萌生和扩展
郭炫吟;李伟华;[目的]碳钢表面粗糙度通过调控有机涂层/碳钢界面的结构特征及电化学稳定性，在涂层失效过程中发挥关键作用。因此，理清粗糙度对腐蚀演变行为的影响至关重要。[方法]以环氧涂层碳钢体系为研究对象，通过不同粒度砂纸预处理构建不同表面粗糙度界面，结合开路电位、线性极化、动电位极化、电化学阻抗谱、微观形貌表征及盐雾干湿循环试验，系统研究了粗糙度对界面腐蚀萌生与扩展行为的影响机制。[结果]表面粗糙度对腐蚀行为的调控具有明显的阶段依赖性。在腐蚀萌生阶段，较高粗糙度界面易形成几何不连续区和传输通道，促进Cl-在界面处的早期富集并降低界面电荷转移阻力；在腐蚀扩展阶段，处于合理范围内的表面粗糙度通过增强机械锚固效应并延长腐蚀前沿的有效扩散路径，可显著抑制界面腐蚀沿界面方向的传播。过低的表面粗糙度虽有利于形成初始致密涂层，但界面结合强度不足，在长期侵蚀环境下易发生快速失稳。[结论]综合电化学行为与形貌演化结果表明，优化的表面粗糙度能够在涂层阻隔性能与界面稳定性之间实现平衡，为高耐久有机涂层体系的界面设计提供了机理依据。
基于在线滴定与智能反馈的电镀镍液成分管控系统设计与工程应用
吴晓伟;张曦冉;[目的]针对电镀镍生产过程中传统人工分析滞后、补加量估算不准确、镀液成分波动大等问题，设计并验证一套能够实现多参数在线检测与自动补加的系统，以提升镀液稳定性、镀层一致性及生产经济效益。[方法]设该系统采用聚四氟乙烯(PTFE)及全氟烷氧基树脂(PFA)耐腐蚀流路，结合分光光度法与自动电位滴定技术，实现对电镀液pH、总镍、氯化镍浓度及硼酸浓度的在线检测；通过工业计算机与可编程逻辑控制器协同控制完成药液自动补加。[结果]采用该系统在8 000 L滚镀镍产线连续运行90 d，平均无故障运行时间达1 832 h，总镍浓度稳定控制在设定值±1 g/L范围内，镀层厚度标准差降低42%，产品一次合格率由92.3%提升至99.1%，添加剂消耗量降低18.4%。[结论]该系统能够实现对电镀镍液关键成分的长期稳定控制，在提高镀层一致性及降低生产成本方面具有较好的工程应用价值。
不锈钢表面超疏水镁铝双氢氧化物/硬脂酸复合膜的构筑及其耐腐蚀性能
钟萍;张智豪;冉进锋;李凡梦;岳浩;温玉清;[目的]304不锈钢因具有优异的成型性和经济性使其在海洋工程、医疗器械、建筑设施及化工设备等领域被广泛应用。然而，在含氯离子介质、极端酸碱度或微生物富集等复杂环境中，不锈钢仍会发生腐蚀从而影响其使用寿命可靠性。[方法]采用电化学沉积与分子自组装相结合的方法，在其表面构建了超疏水镁铝层状双氢氧化物/硬脂酸(Mg-Al-LDH/SA)复合膜层，并采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对其形貌和组成进行表征，利用接触角测试仪、电化学工作站和中性盐雾试验机测试了膜层的疏水性能、电化学性能和耐腐蚀性能。[结果]通过优化工艺，在基底上原位生长具有微纳粗糙结构的LDH层，并利用硬脂酸进行疏水修饰，最终获得接触角达150.68°的超疏水表面。电化学测试表明，该复合膜层的极化电阻提高至1.427×107 Ω·cm2，腐蚀电流密度降低至1.71×10-9 A/cm2，较未处理基体均提升约3个数量级。中性盐雾试验进一步证实其具有一定的长期防护性能。[结论]结构设计与表面修饰协同是提升不锈钢耐蚀性的有效策略。
海上风电机组某设备316L不锈钢材料早期腐蚀原因分析
曾伟;[目的]针对海上风电机组某设备316L不锈钢材料早期腐蚀问题，[方法]通过外观检查、碳硫分析仪(CSA)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、金相显微镜(MM)、扫描电镜显微镜(SEM)、能量色散谱能(EDS)、线性扫描伏安法(LSV)等方法分析了具体的腐蚀成因，[结果]316L不锈钢材料早期腐蚀呈点状坑蚀形貌，材料的化学成分、金相组织均符合要求，但316L不锈钢表面氧化膜不完整甚至局部缺失，与文献报道相比，316L的点蚀电位、腐蚀电位均偏负且钝化区间范围也偏窄。[结论]结合实验室分析结果及设备所处的环境，推测表面钝化膜不完整、海洋大气中的Cl―和粉尘是造成316L不锈钢材料早期腐蚀的主要原因。提出了预防316L不锈钢材料早期腐蚀的措施，为后续海上风电机组设备选材及质量控制提供参考。