故宫南薰殿琉璃瓦脱釉原因研究

琉璃构件作为中国古建筑文化的组成部分,具有历史、艺术和科学价值。故宫南薰殿多处琉璃构件发生病变,已起不到应有的装饰效果和有效的防水功能,其主要病害为釉面剥落,故对釉面剥落的原因进行探究。采用体视显微镜、X射线荧光能谱仪、X射线衍射仪等仪器分析方法,对南薰殿琉璃瓦表观形貌、胎釉的元素组成及热膨胀系数等进行了观察和测量。在此基础上,分析了琉璃瓦烧制工艺、胎釉热膨胀系数的匹配关系、胎体烧结程度及外部环境等因素对琉璃瓦釉面剥落的影响,揭示出南薰殿琉璃瓦的脱釉原因。研究发现釉层出现釉裂的根本原因在于釉层热膨胀系数大于胎体,使釉层处于张应力状态。同时釉层与胎体的吸水率不同也有一定影响。为生产古代琉璃建筑所需的琉璃构件提供科学依据。     

注入钛离子改良铅和铅锑合金腐蚀行为的研究──钛离子加速能量对腐蚀行为的影响

应用钛离子注入以改良铅和铅锑合金在５ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４中的抗腐蚀能力。用阶跃电位法测定的腐蚀电流和电子显微镜观察的表面腐蚀形貌来描述腐蚀行为。讨论了钛离子注入时离子的加速能量对腐蚀行为的影响。认为钛离子注入对铅的氧化和氢气的析出这两个过程有不同的作用。钛在铅和铅锑合金表面层中存在的深度范围和分布情况决定子离子的加速能量，离子的加速能量直接影响着腐蚀性能的改良。     

绿玉髓着色条件的研究

本文对绿玉髓着色条件进行了较详细的研究,给出了着色的必要条件和时间推算,对缩短生产周期提高产品质量和成品率指了出途径。     

稀盐酸溶液中钛在受热和传热条件下的腐蚀行为

用模拟钛加热设备的方法、自腐蚀电位随时间的变化、极化曲线法及Ｘ光电子能谱分析等手段，研究了在稀盐酸溶液中钛在受热和传热条件下腐蚀行为，实验证明了钛的腐蚀行为不仅与被加热的稀盐酸的温度和浓度有关，并且与钛加热设备本身的温度也有密切关系，随着钛设备温度上升，稀盐酸的腐蚀临界浓度和临界温度下降．     

飞机结构铝合金材料腐蚀行为和腐蚀速率研究

本文针对海军飞机的使用腐蚀环境特点,对飞机结构高强度铝合金材料的腐蚀行为进行了研究,并用飞机大修时结构件在不同使用日历年限下的腐蚀损伤数据,建立了机场环境中腐蚀深度与飞机使用日历年限的函数关系,得到了机场环境条件下飞机结构铝合金材料的腐蚀扩展速率。     

混凝土的酸性腐蚀机制研究

西南地区混凝土结构建筑物处于较强的酸性环境,混凝土的因酸性环境的腐蚀而影响结构强度,进而影响建筑的寿命的现象越来越普遍。基于此对混凝土的酸性腐蚀机制进行研究就显得非常必要。本文主要从混凝土在酸性环境下的化学反应模式,探讨了混凝土的腐蚀机制。     

复合冲击磨损条件下高锰钢的腐蚀磨损行为及其交互作用

采用自制的冲击腐蚀磨损试验装置,研究了湿磨弱酸性锡矿浆体系中高锰钢在静态、充氧、搅拌和冲击等复合条件下的腐蚀磨损行为,并利用失重法、电化学法和线性回归法,定量分析了腐蚀、磨损和腐蚀磨损中交互作用各分量的相对比率.结果表明:充氧和搅拌促进了氧在高锰钢表面的传质过程,使腐蚀率较静态分别增加了1.05和2.04倍;高锰钢的累积质量损失、表面显微硬度和腐蚀磨损交互作用均随着冲击功的增加而增大;在不同冲击功下,高锰钢的腐蚀增量比静态腐蚀率高15.15～25.54倍,腐蚀磨损交互作用所占比率为12.07%～26.69%,表明磨损与腐蚀之间存在着一定的协同促进作用;在冲击功为1J时,交互作用以磨损促进腐蚀为主;在冲击功为2～4J时,交互作用以腐蚀促进磨损为主.     

南海环境下含Nb和Sb耐候钢的大气腐蚀行为研究

随着我国海洋战略的不断推进,越来越多的耐候钢应用于海洋工程。然而,传统的耐候钢品种在热带海洋环境中面临着极大的腐蚀问题,通过微合金化提升耐候钢的耐蚀性能已经成为近年来的研究热点。本文旨在研究Nb和Sb微量元素添加对耐候钢在热带海洋环境中腐蚀行为的影响。本文制备了一系列含Nb和Sb的新型耐候钢,并结合现场暴露试验和腐蚀表征测试,详细阐明了这些新型耐候钢在南海真实环境中的大气腐蚀行为规律。研究结果表明,在钢中添加0.06wt% Nb和0.05wt% Sb能够一定程度上提升材料的耐蚀性,但Nb和Sb微量元素之间仍存在明显的差异。Nb元素的加入对常规耐候钢的表面锈层性质有一定的改善,但不能有效地抑制其电化学过程;而Sb元素的加入则能够同时从电化学性能和锈层性质两个方面提升材料耐蚀性。与仅仅添加0.06wt% Nb相比,0.05wt% Sb和0.06wt% Nb的复合添加能更好地优化锈层结构,促进更多的保护性α-FeOOH产物的形成,抵挡Cl-的扩散,减轻锈层下蚀坑底部的局部酸化现象。     

690合金的Pb致应力腐蚀行为

采用反U型试样,对690合金样品在高压釜内进行了4400 h的应力腐蚀实验,以研究其在含Pb溶液中的应力腐蚀规律.利用扫描电镜和能谱仪等分析了690合金在含Pb高温高压水环境中的应力腐蚀行为.扫描电镜结果表明,690合金在测试溶液中发生穿晶型应力腐蚀开裂,裂纹内部堆积着腐蚀产物,并且Pb掺杂在其中.裂纹区域的元素面扫描表明,690合金表面生成的腐蚀产物膜内层富Cr、外层富Ni,腐蚀产物与基体膨胀系数的差异导致裂纹快速扩展.试样内外表面的腐蚀形貌差异明显,内壁呈晶格网状,外壁呈一定方向性腐蚀沟堑,主要是由于内外表面状态不同造成的.     

铅和铬对鱼类联合毒性的研究

采用斑马鱼研究铅和铬共存的联合毒性。二价铅对斑马鱼的２４ｈ、４８ｈ和９６ｈ的半致死浓度分别为１７１、１５５和１４６ｍｇ／ｌ,六价铬对斑马鱼的２４ｈ、４８ｈ和９６ｈ的半致死浓度分别为１１２、６７和５０ｍｇ／ｌ。在浓度１∶１的情况下,铅和铬共存对斑马鱼２４ｈ、４８ｈ和９６ｈ的半致死浓度分别为３５、２９和２６ｍｇ／ｌ。根据Ｍａｒｋｉｎｇ的指数法求得２４ｈ、４８ｈ和９６ｈ的相加指数ＡＩ分别为０８９、０６１和０４３,皆大于零,表现为协同作用。     

高碳铬不锈钢泵阀材料的研究 Ⅱ.泵阀材料的腐蚀、磨蚀和腐蚀疲劳行为

对９Ｃｒ１８Ｍｏ和ＧＣｒ１５两种钢的腐蚀、磨蚀和腐蚀疲劳行为进行了实验研究．结果表明,在质量分数为２％～５％硫酸,１％盐酸,４０％硝酸,３．５％ＮａＣｌ水溶液和蒸馏水中,９Ｃｒ１８Ｍｏ的抗腐蚀性能优于ＧＣｒ１５;在含０．０２％与５％沙量的沙浆中,９Ｃｒ１８Ｍｏ的年磨蚀率低于ＧＣｒ１５的数值;在空气、蒸馏水和３．５％ＮａＣｌ水溶液中,９Ｃｒ１８Ｍｏ的疲劳裂纹扩展速率也低于ＧＣｒ１５．９Ｃｒ１８Ｍｏ和ＧＣｒ１５在中性水溶液中疲劳裂纹扩展均表现为氢脆机制．     

铅和铬对鱼类联毒性的研究

采用斑马鱼研究铅和铬共存的联合毒性.二价铅对斑马鱼的24,48,96h的半致死浓度分别为171,155,146mg/L,六价铬对斑马鱼的24,48,96h的半致死浓度分别为112,67,50mg/L,在浓度1∶1的情况下,铅和铬共存对斑马鱼24,48,96h的半致死浓度分别为35,29,26mg/L,根据Marking的指数法求得24,48,96h的相加指数AI分别为0.89,0.61,0.43,皆大于零,表现为协同作用.     

碳钢油气输送管道不同沉积物下的腐蚀行为

利用失重法、电化学测试、丝束电极和微观分析手段研究了在CO2饱和地层水中X65碳钢覆盖不同沉积物的腐蚀行为。结果显示,覆盖沙粒、黏土和碳酸亚铁可减轻X65钢的腐蚀,而覆盖硫化亚铁、元素硫和混合物则明显加速钢的腐蚀。尤其是覆盖元素硫,试样的腐蚀速率急剧增大。覆盖混合物试样的腐蚀速率也有显著的增大,混合物中元素硫起主导作用。试样表面沉积的元素硫可自催化阴极反应而大大加速钢的腐蚀。丝束电极的电位和电流分布显示,覆盖混合沉积物的电极,其电极电位比无沉积物覆盖电极的电极电位正。随着腐蚀进行,沉积物覆盖下电极发生严重的局部腐蚀。丝束电极的电位和电流分布图能够有效反映沉积物下局部环境变化而导致的局部腐蚀行为差异。     

X70管线钢在酸性和近中性模拟海水溶液中的腐蚀行为

为对比X70管线钢在酸性(pH=3)和近中性(pH=7.7)模拟海水溶液中的腐蚀机制,采用极化曲线,通过电化学阻抗谱(EIS)和腐蚀失重实验对X70管线钢在不同模拟海水溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,X70管线钢在酸性溶液中浸泡168 h后腐蚀失重约为近中性模拟海水溶液中的16倍,大部分表面发生均匀腐蚀,局部形成以夹杂物为中心的腐蚀圆环,随着浸泡时间的延长,容抗弧半径和低频区阻抗值|Z|均呈增大趋势,先发生吸附而后出现微弱的扩散,电荷转移电阻R_ct值增大,腐蚀速率减小;近中性模拟海水中形成较厚的腐蚀产物膜,氯离子聚集破坏形成小点蚀坑,局部聚集形成大的点蚀,电荷转移电阻减小,腐蚀速率增大,而后趋于稳定;X70管线钢在模拟海水溶液中处于活性溶解状态,与酸性海水溶液相比,管线钢在近中性模拟溶液中自腐蚀电位E_corr正移137 mV,自腐蚀电流密度i_corr为酸性海水溶液中的0.047倍。因此,X70管线钢在酸性模拟海水溶液中的腐蚀规律可为其应用于海底管线的腐蚀控制提供理论支撑,对其安全服役具有十分重要的意义。     

TC4钛合金钻杆在腐蚀条件下的力学性能研究

为研究适用于腐蚀环境下的钛合金钻杆材料,参照NACE和GB规范中的腐蚀要求和试验标准,首先对TC4钛合金试件进行腐蚀处理（设置未经腐蚀处理的对照组）,然后进行拉伸、冲击和硬度试验,研究其在腐蚀条件下的综合力学性能. 结果表明:在NaCl、H₂S、CO₂、205 ℃条件下,TC4钛合金的拉伸性能下降不超过10%,冲击性能变化仅为0.33%,硬度下降3.21%,说明TC4钛合金具有出色的耐腐蚀性,在腐蚀条件下能够保持良好的综合力学性能. 以API规范中对钢钻杆材料的力学性能要求为指标,腐蚀处理后TC4钛合金的力学性能表现为屈服强度、拉伸强度及伸长率均不低于X级钢;冲击吸收功高于API对钢钻杆要求的62%（20 ℃）;硬度超过G级钢约37%,接近S级钢;故可将TC4钛合金应用于腐蚀性油气井钻杆中以避免或减轻钻杆腐蚀失效.      

3.5%NaCl薄液膜下碳钢的腐蚀行为研究

为了进一步研究碳钢的海洋大气腐蚀机理,为减缓碳钢在海水环境薄液膜下的腐蚀提供理论与实验依据,采用自制的薄液膜腐蚀实验装置,利用交流阻抗法和极化曲线法讨论了碳钢材料在不同厚度3.5%Na Cl薄液膜下腐蚀行为。结果表明,碳钢在薄液膜下的腐蚀比在全浸状态下的腐蚀更为严重;薄液膜腐蚀过程主要由浓度极化和活化极化两部分共同控制。在较薄液膜下,金属腐蚀速度主要由浓度极化控制;膜层较厚时,腐蚀速度主要由活化极化反应控制。溶液电阻随着膜厚的增大先迅速降低然后呈缓慢降低趋势,最终趋于稳定。     

A3钢在含SO2酸性溶液中腐蚀行为的电化学研究

用稳态极化法研究了A3钢在醋酸-醋酸盐缓冲液中的腐蚀行为，讨论了酸度、H2SO3浓度和温度对腐蚀行为的影响．结果表明在HAc—NaAc体系中，随着溶液酸度的增加，促进了腐蚀反应阴极过程的进行，加快了A3钢的腐蚀速率；向溶液中加入H2SO3，会促进A3钢腐蚀反应阳极过程的进行，使A3钢的腐蚀速率加快；升高温度会同时加快阴极反应和阳极反应的进行，使A3钢的腐蚀速率大大加快．     

NaCl沉积和SO2污染对镁合金初期大气腐蚀行为的影响

借助扫描电镜(SEM/EDX)、X射线衍射(XRD)研究了NaCl单个因素对镁合金AZ91D初期腐蚀行为的影响,并对SO2和NaCl的协同作用进行了探讨.NaCl存在时初期破坏金属表面的保护膜,但后期微溶性腐蚀产物的生成导致腐蚀速率的降低.当NaCl和SO2同时存在时,反应生成的可溶性产物不具有阻碍的作用,同时他们会发生部分溶解生成自由移动的离子,大量难溶物在镁合金表面难以短时间形成,故NaCl和SO2同时存在引起的腐蚀远大于两者单独存在时引起的腐蚀加和.NaCl和SO2对镁合金的初期大气腐蚀具有明显的协同作用.     

西沙严酷海洋大气环境下AZ31镁合金的长周期腐蚀行为

通过现场暴露实验,研究了AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下暴露4 a的长周期腐蚀行为.利用扫描电镜观察表面、截面的腐蚀产物以及去除腐蚀产物后的腐蚀形貌,并用能谱分析及X射线衍射仪对腐蚀产物的元素含量及相组成进行分析.研究结果表明,AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下发生了较为严重的腐蚀,4 a内的平均腐蚀速度为11.95μm·a-1.Cl-和CO2在镁合金的腐蚀过程中起着至关重要的作用.吸附液膜中的Cl-主要破坏镁合金的保护膜,使镁合金发生阳极溶解;而CO2则会中和阴极反应产生的碱性离子并与Mg(OH)2发生反应生成含不同结晶水的Mg5(CO3)4(OH)2·xH2O表层腐蚀产物.由于表层腐蚀产物阻挡了CO2和Cl-向镁合金表面的传输,靠近基体处的腐蚀产物主要为Mg(OH)2.     

喷瓷管道用玻璃釉料润湿行为的研究

采用扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线能谱分析（ＥＤＳ）等手段,研究了喷瓷管道用玻璃釉料对碳钢基体的润湿行为。研究结果表明,底釉的润湿面积随着温度的升高和恒温时间的延长而增大,在一定的温度和时间下达到最大值。增加基体表面粗糙度和减小面釉在底釉中的含量,可促进润湿性的改善。基体金属进入界面过渡层以及界面过渡层富集密着剂都有利于釉料润湿基体。