Cu-11Fe-4Cr原位复合材料在HSO^-3和／或C1^-介质中的耐蚀性

采用选择腐蚀技术，提取了Cu-11Fe-4Cr原位复合材料中Fe-Cr纤维，并测定了其电极电位。通过间歇式盐水喷雾实验和极化曲线测定，研究了Cu-11Fe-4Cr原位复合材料在HSO^-3和／或C1^-介质中的腐蚀行为。用扫描电镜对腐蚀产物和腐蚀表面进行分析。结果表明，Cu-11Fe-4Cr原位复合材料中，E（Cu）〈E（Fe-Cr），故Cu基体为阳极，而第二相Fe-Cr纤维为阴极。Cu-11Fe-4Cr原位复合材料在（NaHS03＋NaC1）和NaHS03介质中的E（Fe-Cr）-E（Cu）显著高于NaC1介质中的E（Fe-Cr）-E（Cu），Cu-11Fe-4Cr原位复合材料在NaC1介质中的腐蚀失重最小，在NaC1介质中具有良好的耐蚀性。     

陇东地区煤层气井油管柱腐蚀机理研究

煤层气井油管柱腐蚀导致的管柱穿孔和频繁卡泵是制约陇东地区煤层气资源开发的关键因素，确定煤层气井油管腐蚀形貌特征与产物成分，查明其腐蚀机制对于气井管材选型、防护措施改进意义重大。利用扫描电镜（SEM）及二次电子图像（SE）、背散射图像（BSE）对油管柱腐蚀产物膜形貌进行微观表征，采用能谱分析（EDS）标定腐蚀产物元素类型及含量，并通过X射线衍射分析了腐蚀产物的矿相，在此基础上提出本区煤层气井油管腐蚀机理及防护措施：本区煤层气井N80油管钢在高矿化度Cl^-、HCO₃^-地层水环境发生强烈CO₂腐蚀作用，形成多层结构腐蚀产物（FeCO₃）膜，由于腐蚀产物膜与金属基体结合强度低，在井筒流动介质冲刷下易发生剥离，且腐蚀产物膜疏松多孔致密性差，Cl^-易穿过产物膜接触金属基体，形成自催化腐蚀电偶，加速局部阳极溶解，生成大量点蚀坑，加剧了腐蚀穿孔伤害程度。选择含3% Cr油管材、加缓蚀剂（原油）与射孔完井是实现本区煤层气井油管柱整体腐蚀防护的可行措施。     

DLC多层膜对9Cr18微动磨损性能的影响

采用等离子体源离子注入（PSII）技术在9Cr18不锈钢基体上制备类金刚石碳膜（DLC）多层膜，比较了该多层膜与N注入层对基体微动磨损性能的影响，结果表明，注入N后，改性层内形成了CrN,Cr2N和Fe3N等氮化物相；PSII技术能够提高9Cr18不锈钢的抗微动磨损性能，实验所制备的DLC多层膜比N注入层具有更好的抗微动磨损性，这与最外层LDC膜的高硬度和低摩擦系数有关。     

铬中间层厚度对铜/金刚石界面热导的影响

Cu/diamond复合材料由于具有较高的热导率和可调控的热膨胀系数，已成为电子封装热管理材料的研究热点。但是，通常情况下Cu与diamond之间的润湿性较差，且二者之间不发生化学反应，因此无法形成较强的界面结合，使得金刚石的导热潜能不能充分发挥。界面热导（h）对于Cu/diamond复合材料获得高导热性能起着决定性作用。通过金刚石表面金属化或金属基体合金化的方法加入碳化物形成元素，可以改善Cu与diamond的界面结合，同时有效调节Cu与diamond的声学性能失配，提高Cu/diamond复合材料的导热性能。本文采用磁控溅射法制备具有不同纳米厚度（5~150 nm）Cr中间层的Cu/Cr/diamond样品，利用时域热反射技术实验测量Cu与diamond的h值，分析Cr中间层厚度对Cu与diamond的h值的影响。研究结果表明，在Cu和diamond之间加入Cr中间层，能够解决Cu与diamond不润湿的问题，改善界面两侧材料的声学性能失配，从而有效提高Cu与diamond的h值。当添加5~150 nm厚度的Cr中间层时，Cu与diamond的h值比未添加Cr中间层时提高11%~374 %；当Cr中间层厚度为5 nm时，Cu与diamond的h最大值为270 MW?m?2?K?1。当Cr中间层厚度逐渐减小时，Cr层内的热载流子由电子主导向声子主导转变，利用Cr中间层的声子热传导途径，可以有效提升金属Cu与非金属金刚石之间的热传导效率。将Cr中间层厚度减小到21 nm以内，可以显著提高Cu与diamond之间的h值。本研究提供了一种调控金属/非金属异质界面热导的方法，并为Cu/diamond复合材料的界面设计提供理论参考。     

40Cr基体与TiN膜层界面微观结构研究

在40Cr基体上镀TiN,存在膜基结合不牢的问题,作者前期工作已证实在镀TiN膜前先进行离子渗氮予处理,可以提高膜基结合力,本文从微观的方面对这一机理进行研究,膜层与膜基界面的透射电镜观察结果表明,40Cr基体经离子渗氮后再镀TiN,膜层晶粒细小、均匀、膜基结合紧密。     

碳钢高温高压CO2腐蚀产物膜的形成机制

利用高温高压反应釜模拟了N80钢在CO2分压1MPa、温度90℃、流速1ms-1条件下地层水中不同时间的腐蚀行为,并应用SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了腐蚀产物膜的形成机制. 结果表明:在腐蚀开始阶段(8h),腐蚀产物主要为Fe3C,并有少量的FeCO3形成. 随着腐蚀的进行(72h后),腐蚀产物膜基本上为FeCO3. 腐蚀产物膜由内外两层构成:内层膜是溶液中HCO-3不断透过膜进入膜/基界面与基体反应形成,并使膜/基界面不断向内推进;外层膜是由于溶液中Fe2 和CO2-3的浓度超过FeCO3的容度积,FeCO3晶体在内层膜表面形核并长大而形成. 外层膜的晶粒比较细小、致密. 内层膜与外层膜的界面结合比较弱,而内层膜与基体的结合比较强.     

新型2Cr1Mo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为

为弄清Mo和Ni元素在低Cr钢耐蚀方面所起的作用,炼制了新型2Cr1Mo2Ni钢,研究其在模拟油田采出液中的腐蚀行为,实验条件为80℃,0.8MPa CO2分压.利用扫描电镜和能谱分析研究了2Cr1Mo2Ni钢和3Cr钢的腐蚀产物膜微观形貌和成分,测试了高温高压极化曲线和电化学阻抗谱,分析了腐蚀产物膜的生长过程.实验结果表明,Mo和Ni元素在提高抗CO2腐蚀性能方面的作用不及Cr元素.2Cr1Mo2Ni钢腐蚀164h后,中低频感抗弧消失,腐蚀产物膜开始完全覆盖基体表面;腐蚀240h后,生成的腐蚀产物膜具有较好的保护性.     

（W／O）／W液膜体系中混和表面活性物质在界面的吸附特性

在Ｇｉｂｂｓ－Ｄｕｈｅｍ方程的基础上，推导出了计算（Ｗ／Ｏ）／Ｗ乳化液膜体系表面活性物质界面组成的公式．通过实验测定其睦相对外相界面张力与反相中表面活性物质总浓度及载体浓度之间的变化关系，研究了表面活性剂及载体在界面上的不同吸附行为．并对各种变化关系进行了理论分析．探讨了乳化液膜界面上表面活性物质组成的变化关系与液膜稳定性及传质过程之间的联系，为进一步研究乳化液膜的真实分离过程提供了一定的理论基础．     

熔焊工艺对自熔合金涂层组织的影响

利用显微镜和X射线衍射仪对感应熔焊、火焰喷焊、等离子堆焊Ni基自熔合金涂层的金相组织、结合面形态、涂层微区成分及焊层合金化学成分进行了分析。研究结果表明，感应熔焊涂层与基体界面出现了白亮带，焊层底部形成了明显的针条状组织，并且涂层中部w（Fe）整体高于粉末本身；火焰喷焊层得到均匀一致的奥氏体和碳化物共晶析出物，涂层与基体也属于冶金结合，扩散熔合区w（Cr）和w（Ni）较感应熔焊涂层的有所降低；等离子堆焊层在快速冷凝过程中生成了树枝状结晶组织，焊层中的C、B、Si、Cr等元素烧损率以等离子堆焊最大，火焰喷焊重熔次之，感应熔焊最小；感应熔焊对基体与涂层界面处Fe原子的激活度最大。     

分形模型在模拟自然景物中的应用

分形模型在模拟自然景物中的应用赵林度盛昭瀚（东南大学经济管理学院，南京２１００１８）由于分形模型的许多特性，使它成为模拟自然景物的实用模型［１，２］．１）自然界中的分形结构是普遍存在的，因为它们产生于许多共同的物理过程，如腐蚀、引力和湍流．２）分形模...     

考虑弹塑性变形机制的结合面静摩擦因数模型

在三维接触分形理论的基础上,从理论上建立了一种考虑微凸体的完全弹性、弹-塑性和完全塑性三种变形机制的结合面静摩擦因数三维分形模型。该模型反映了结合面法向载荷、分形维数以及分形特征尺度参数对结合面静摩擦因数的影响。仿真结果表明,静摩擦因数f随着无量纲法向接触总载荷P*的增大而增大;分形维数D的增大,先增大后减小;无量纲分形特征尺度参数G*的增大而减小;考虑弹-塑性变形机制的结合面静摩擦因数小于不考虑弹-塑性变形机制的结合面静摩擦因数。     

腐蚀砂浆锚固体形貌特征及分形维数

在砂浆锚固体腐蚀物理实验过程中所获得扫描电子显微镜(SEM)图像的基础上,通过图像处理技术提取了砂浆锚固体微观形貌特征,利用分形理论对形貌特征进行了定量描述,并建立了分形维数和砂浆锚固体的宏观粘结强度之间的关系,最后进行压汞试验,并与SEM图像处理的结果作对比分析。结果表明:随着腐蚀时间的增加,受力工况和未受力工况下锚固体的孔隙率均成线性增大,孔隙数量逐渐减少,孔隙的分形维数逐渐降低,分形维数和孔隙率成负线性关系;随着分形维数的减小,砂浆锚固体的粘结强度先增大后减小。压汞试验的测试结果与图像处理的结果对比,发现误差在5%~7%范围内。     

平面结合面切向接触阻尼分形模型及其仿真

基于接触分形理论和结合面接触阻尼耗能机理,以及球体与平面接触时的阻尼耗能理论,建立了平面结合面切向接触阻尼的分形模型,通过数值仿真直观揭示了平面结合面切向接触阻尼耗能与结合面法向载荷以及结合面表面粗糙轮廓分形维数之间的非线性关系.仿真结果表明:平面结合面切向接触阻尼的耗能随着结合面法向载荷的增大而减小;当结合面表面粗糙轮廓分形维数小于等于1.2时,平面结合面切向接触阻尼耗能随结合面表面粗糙轮廓分形维数的增大而增大;当结合面表面粗糙轮廓分形维数大于1.2时,平面结合面切向接触阻尼耗能随结合面表面粗糙轮廓分形维数的增大而减小.仿真结果验证了模型的有效性.     

大庆原油加剂前后的蜡晶分形特性研究

针对蜡晶颗粒定性描述存在的不确定性问题,探讨了蜡晶形态的定量表征方法,提出基于蜡晶体积特征的粒度分布分形模型。以大庆南三联原油和林源原油为研究对象,采用流变学测试法与影像分析技术,测试它们加剂前后的析蜡过程及粘温特性;采用NcMiVnt图像分析软件,处理试样析蜡过程中的蜡晶形态图像,确定蜡晶粒度分布分形维数;进而分析温度与流动改进剂对原油蜡晶分形特性的影响。结果表明,基于蜡晶颗粒体积特征的分形模型可定量表征蜡晶形态;两种原油加剂前后的蜡晶分形维数随温度降低而增大,其析蜡量及蜡晶颗粒数量一般随之增加,宏观表现为原油低温流动性变差;两种原油加剂后的蜡晶分形维数明显增大,而蜡晶颗粒数量大幅减少,宏观上呈现出原油低温流动性提高。     

储集性砂岩粒度组成的分形结构

利用崔在地区阜宁组三种不同成因类型的砂岩粒度含量与粒径之间的双对数关系，证明了粒度组成具有自组织的分形结构；计算结果表明，三角洲远砂坝、扇三角洲前缘砂和滨浅湖滩坝砂体粒度组成的分维分布在２～２．５之间，并且依次减小．说明它们的自组织程度依次降低，充分反映了这三种砂体的沉积演化特征，讨论了粒度分维与砂岩粘土含量、粒度中值、分选系数和储集性之间的关系，指出分形研究是定量描述砂岩结构和储集特征的有力工具。     

AFM对壳聚糖富集银离子的分形学研究

利用原子力显微镜(AFM)对壳聚糖吸附银离子进行研究，从形貌学的角度探测壳聚糖络合银离子的机理特性．主要方法是将溶液滴加在新解离的云母片上，应用原子力显微镜对自然风干后的样品在非接触模式下成像．AFM图像显示：壳聚糖分子和加过金属银离子的壳聚糖分子在聚集生长过程呈现为传统的具有分形特征的正态分布和奇异分布；由单一的壳聚糖分子形成的分形结构为“星”形结构，而加过银离子的壳聚糖分子形成的结构为“圆”形．产生这些图形差别的根本原因是由于生长界面的表面张力及其各向异性起了重要作用．这两种结构都具有典型的自相似性，且实验结果与计算机模拟的分形模式拟合得很好．     

盐岩储库腔底堆积物空隙体积试验与计算

受建库盐层本身地质特点影响,造腔结束后,底部一般会堆积大量不溶物。堆积物的存在既浪费了有效库容体积,又为整体建库施工带来了诸多不利因素。为科学评价该堆积物并进行有效处理或转变利用以增大库容体积,对其分布特征及堆积空隙体积进行了研究。通过室内溶腔实验获取了堆积不溶物样品,采用筛分法实验测定了其颗粒分布,并根据分形分布理论对其粒度分布特征进行了分析,进而基于可压缩堆积模型对堆积空隙体积进行了数值及模型研究。应用实例进行计算并与现场数据进行了对比评价验证,结果表明,在双对数坐标系下,腔底堆积物颗粒尺寸与累积数量呈线性相关,即其粒度分布可用分形分布函数进行表征,且分形维数作为分布特征参量能较好地描述颗粒均匀程度与集中性。     

非均匀锈蚀钢筋表面轮廓的分形表征

通过NaCl溶液干湿循环对热轧光圆钢筋进行加速腐蚀,采用单尖头百分尺获取了不同锈蚀率钢筋的表面轮廓曲线,并对其进行统计分析与分形计算.结果表明,锈蚀钢筋的蚀坑呈不均匀分布特性,其表面轮廓直径符合正态分布,且具有统计分形的特征;但分形维数反映的是轮廓曲线的相似程度,对于轮廓曲线的微小变化并不敏感.通过特征轮廓参数r*将分形维数D与尺度系数C联系在一起,实现了表面多尺度相似测量与绝对测量的统一,该参数具有物理意义清晰且灵敏度高的特点,可用于钢筋不均锈蚀程度的表征.     

ITO薄膜的微结构及其分形表征

采用直流磁控溅射法制备氧化铟锡（ITO）薄膜,用XRD、TEM和分形理论测试和分析了不同退火时间ITO薄膜的微结构。XRD分析表明：退火时间持续增加,薄膜的晶格常数先减小后略有增大,这是薄膜中Sn~（4＋）取代Sn~（2＋）导致晶格常数减小和压应力不断释放导致晶格常数增大共同作用的结果。分形研究表明：分形维数随退火时间的延长先减小后增大,说明薄膜中平均晶粒尺寸先减小后增大,与XRD的研究结果一致。     

盐粒沉降对Zn大气腐蚀的影响

使用石英晶体微天平(QCM)并结合红外透射光谱(IRTS)研究了海洋大气环境和工业大气环境对金属Zn在薄液膜下大气腐蚀的影响.QCM试验表明:研究的几种电解质中,NaCl对Zn的腐蚀最严重,其次是(NH4)2SO4,NaNO3较弱,Na2CO3最轻微.结合红外光谱对腐蚀产物的分析,阐述了各种不同电解质条件下的腐蚀机理.