2016年, 第45卷, 第3期　
刊出日期：2016-03-20

  

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专题———金属局部腐蚀及测试技术
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  Na2SnO3对铝合金腐蚀的缓蚀作用

  唐聿明, 王诗文, 左禹, 赵旭辉

  表面技术. 2016, 45(3): 1-6. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.001

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  目的 为了提高2024-T3铝合金在中性氯化钠溶液中的耐小孔腐蚀性能。方法 采用动电位极化曲线测试、扫描电镜（SEM）观察并结合X射线光电子能谱（XPS）等方法，研究了2024-T3铝合金在含不同浓度锡酸钠（Na2SnO3）的0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学腐蚀行为，分析了锡酸钠及其浓度对2024-T3铝合金小孔腐蚀和均匀腐蚀的作用。结果 电化学测试结果显示，添加一定量（0.05 g/L ~ 0.4 g/L）的Na2SnO3可以使溶液的pH值升高（从6.6可上升至10.1），促进铝合金表面发生钝化，使铝合金的孔蚀电位Eb和自腐蚀电位Ecorr的间距增大（最大可达到600 mV），因此降低了铝合金的孔蚀敏感性，提高其耐小孔腐蚀的能力；但是Na2SnO3浓度较大（0.2 g/L和0.4 g/L）时会促进2024-T3铝合金的均匀腐蚀。SEM和XPS结果显示，小孔及其附近区域Cu含量较多，并有大量的SnO2颗粒沉积。结论 少量（0.05 g/L和0.1 g/L）的Na2SnO3对2024-T3铝合金的小孔腐蚀和均匀腐蚀均具有较好的抑制效果；Na2SnO3对2024-T3铝合金的缓蚀作用可能源于其水解产生的SnO2优先在铝合金表面的金属间颗粒（S相）周围发生沉淀，从而屏蔽了铝合金表面的活性点。
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  基于FSM无损检测的金属管道均匀腐蚀剩余寿命预测

  李金刚, 林思建, 龙伟, 徐磊

  表面技术. 2016, 45(3): 7-11. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.002

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  目的 预测均匀腐蚀下金属管道剩余寿命。方法：场指纹法(FSM)是近年新发展起来的一种电位矩阵检测法,它通过监测电流在金属结构上流动方向的细微变化来检测由于腐蚀引起的金属损失、脆裂和凹坑,其检测精度较高,灵敏度是金属管道剩余壁厚的0.1%,并且能便捷地计算出腐蚀速率。实验用场指纹法(FSM)对一直径为750mm,壁厚为10mm的金属管道进行实时检测,试验中随机选择15个不同位置进行检测,每隔3个月检测一次,通过检测不同电极对之间电压值的变化量计算出管壁厚度的变化值。结果：随着时间的推移,金属管道薄厚值逐渐减小,且减少的速率越来越大,且腐蚀速率也与运输的介质、含氧量、金属管道材料、运输的介质中的杂质有着密切关系,全面分析实验数据可以得到金属管道腐蚀速率的规律。结论：本文研究了API579中对金属管道剩余寿命预测的方法,具体分析了方法中存在的缺陷。通过场指纹法(FSM)对金属管道腐蚀情况进行实时监测,对实验数据进行分析,加入影响腐蚀速率因素的影响影子K,运用数理统计的方法探索性地提出了一种均匀腐蚀下金属管道剩余寿命Rlife预测的数学模型。
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  拉应力对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响

  张东海, 刘睿, 程从前, 赵杰

  表面技术. 2016, 45(3): 12-16,126. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.003

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  目的 研究拉应力对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响。方法 分析了0MPa、140MPa和540MPa三种不同拉应力对临界点蚀温度以下40℃和临界点蚀温度附近60℃的3.5%NaCl溶液中动电位极化行为,并对比了不同拉应力对2205双相钢阻抗特性的影响。结果 动电位极化曲线表明,140MPa下点蚀电位稳定,40℃和60℃下分别为0.7V(SCE)和0.8V(SCE)；540MPa拉应力使双相钢点蚀电位从1.0 V(SCE)下降至0.3V(SCE)。阻抗结果表明,40℃时所有样品均为单一阻抗特征,且阻抗值较大,应力降低阻抗值。当温度为60℃时,开路电位下0MPa和140MPa下具有较高阻抗,540MPa下为具有点蚀萌生的阻抗弧；在600mV(SCE)偏压条件下,0MPa和540MP呈现点蚀阻抗特征,而140MPa下阻抗仍较高；阻抗谱的等效电路图拟合结果表明,40℃溶液中OCP下应力对钝化膜电阻Rp没有明显影响,在600mV(SCE)偏压540MPa应力条件下不锈钢发生点蚀,阻抗值由0MPa下的30000Ω.cm2左右降到10000Ω.cm2左右。温度升高至60℃,钝化膜阻值明显降低；540MPa拉应力下电阻值明显降低,且发生点蚀时电荷转移总电阻值低于5000Ω.cm2,而相同条件下140MPa拉应力下电荷转移电阻值仍然较高。结论 在40℃和60℃,2205双相钢耐点蚀性能随拉应力先增加后降低,140MPa拉应力可抑制点蚀的发生。
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  S135钻杆钢预腐蚀后的弯曲疲劳性能测试

  李彬, 曾德智, 施太和, 刘飞, 喻智明

  表面技术. 2016, 45(3): 17-23. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.004

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  目的 考察有机盐钻井液对S135钻杆材料的腐蚀及其疲劳性能的影响。方法 首先利用高温高压釜模拟有机盐钻井液井筒工况环境，并对疲劳试样进行预腐蚀；采用点蚀仪测定试样表面的腐蚀状况，然后利用PQ-6旋转弯曲疲劳试验机在不同弯曲应力条件下对预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳性能进行测试，计算得出不同存活率下的疲劳强度并绘制出不同存活率下的P-S-N曲线；用体视显微镜和扫描电镜观察预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳断口形貌，进而得出S135表面腐蚀对其疲劳寿命的影响程度和影响机制。结果 经过腐蚀的试样表面有较多的腐蚀坑，腐蚀坑深度范围在0.4~0.7mm之间；未腐蚀试样的疲劳强度为553MPa，在其疲劳断口只可观察单个疲劳裂纹源；腐蚀后试样的疲劳强度为409MPa，在其疲劳断口可观察到多个疲劳裂纹源；腐蚀疲劳开裂敏感性指数为26%。结论 经过高温高压有机盐钻井液环境腐蚀后，试样表面点蚀严重，腐蚀坑底部存在应力集中并导致裂纹源的形成，多个裂纹源的同时生长加快了裂纹的扩展，最终降低S135钻杆钢的疲劳强度。
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  硫酸盐还原菌腐蚀影响因素及防腐技术的研究进展

  宗月, 谢飞, 吴明, 王丹, 周伟光, 潘哲

  表面技术. 2016, 45(3): 24-30,95. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.005

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  随着金属材料在各行各业的广泛应用,材料的腐蚀问题也日益凸显,其不仅缩短了工程结构的使用寿命,大大增加了维护维修费用,而且还直接影响了工程设施或设备的使用安全甚至危及人类生命,造成了巨大的隐患。微生物对金属材料腐蚀现象具有相当的普遍性,该现象普遍存在于土壤、空气,海洋和油田等环境中,已得到越来越多的重视。其中硫酸盐还原菌是最重要的一种腐蚀微生物,它们通常可粘附在固体金属或其他材料表面,进而形成复杂的生物膜,可对金属材料造成严重的腐蚀危害。因此,对金属材料的硫酸盐还原菌腐蚀现象的深入研究有着重要的意义。论文介绍了硫酸盐还原菌的生理特征,重点阐述了硫酸盐还原菌对金属材料腐蚀过程的影响因素,包括材料因素,环境因素(Cl-、Fe2 、磁场、温度等)和其他因素(pH、含氧量、CO2、流速等),详细综述了微生物腐蚀的3个控制方法,包括物理方法,化学方法和生物方法。最后,提出了目前微生物腐蚀研究存在的一些问题并探讨了未来的研究发展方向。
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  油气管道CO2/H2S腐蚀及防护技术研究进展

  王丹, 袁世娇, 吴小卫, 谢飞, 赵启慧, 杨帆, 程贵鑫

  表面技术. 2016, 45(3): 31-37. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.006

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  CO2和H2S是油气管道中主要的腐蚀介质，两者往往同时存在于原油和天然气之中，它们的存在会造成油气输送管道内腐蚀发生的主要原因之一，甚至会导致管道失效、穿孔、泄漏、开裂等现象，严重的威胁了管网的安全运行及正常生产。因此CO2和H2S引起的管道腐蚀问题，已成为当前研究的热点问题。针对油气管道日益严重的CO2和H2S腐蚀问题，综述了CO2单独存在、H2S单独存在以及CO2和H2S共同存在三种体系中油气管道的腐蚀过程，得出了在这三种腐蚀体系下油气管道出现的主要腐蚀行为规律以及腐蚀机理。阐述了CO2和H2S共同存在体系下，缓蚀剂、耐蚀性管材、电化学防腐技术、管道内涂层技术等先进的油气管道腐蚀防护技术，并剖析了这些防护措施各自的特点及在实际工程使用中的优势和局限性。最后，展望了CO2和H2S共存体系的进一步研究方向以及更经济、更有效的防腐措施发展前景。
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  稀土对超高强度钢耐海洋大气腐蚀性能的影响

  李涛, 刘毅, 郑传奇

  表面技术. 2016, 45(3): 38-43. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.007

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  目的 为了提高超高强度钢耐海洋大气腐蚀的性能。方法 采用室内周期浸润加速模拟腐蚀试验，通过金相显微镜和扫描电子显微镜，观察了低合金超高强度钢的组织和夹杂物的形貌，分析了稀土对组织和夹杂物的影响；采用失重法和电化学阻抗技术分析了腐蚀动力学规律及电化学行为规律。结果 稀土在低合金超高强度钢中具有细化组织和变性夹杂物的作用，稀土增强了锈层的致密性，使得低合金超高强度钢的耐蚀性能显著提高，且随着稀土含量的增加，锈层电阻值逐渐增大，即稀土提高了锈层对基体的保护能力，稀土加入量为0.08%的低合金超高强度钢的耐腐蚀性能最好。腐蚀384小时后，稀土含量为0.08%的低合金超高强度钢的腐蚀质量损失与未添加稀土的低合金超高强度钢相比降低了11.4%。结论 在低合金超高强度钢中添加稀土能够细化组织、变质夹杂物。稀土低合金超高强度钢的夹杂物主要为球形的稀土复合氧硫化物。稀土含量为0.08%的低合金超高强度钢的耐腐蚀性能最好。
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  多相流动状态下温度对X70钢CO2腐蚀的影响

  封子艳, 强超, 杨志刚, 朱世东, 魏彦林, 崔铭伟

  表面技术. 2016, 45(3): 44-51. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.008

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  目的 为提高多相流动状态下温度对X70钢CO2腐蚀机理的认识。方法 采用自制实验装置和挂片实验，模拟起伏管路段塞流动条件下X70钢的CO2腐蚀状态，通过电子显微镜和电化学在线监测等对试样表面形貌、腐蚀速率以及在线腐蚀情况进行观察和分析，侧重研究多相流动状态下温度对X70钢CO2腐蚀速率的影响，结果 当温度达到90-98℃时，由于腐蚀产物膜的影响，CO2分压对腐蚀速度影响甚微，腐蚀速度降至较低水平；当温度在60 ℃-80 ℃之间时，腐蚀挂片表面的腐蚀状态不稳定，出现局部腐蚀或均匀腐蚀，这取决于CO2分压—当CO2分压较低时，如0.15MPa，易形成均匀腐蚀，当CO2分压较高时，如0.6MPa，易形成局部腐蚀；当温度在40℃-80 ℃之间时，随着CO2分压的增加，腐蚀速率达到最高值的温度越来越高，腐蚀速率达到最高值的温度范围一般保持在40 ℃ -80 ℃之间。结论 温度对X70钢CO2腐蚀的影响与CO2分压密切相关，相同温度下，随着CO2分压增加，腐蚀速率增大，相应地腐蚀速率达到最高值的温度也越来越高；孤立的说某一温度值下，CO2腐蚀速率达到最高值这一说法不准确。
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  X80管线钢在近中性pH溶液中腐蚀行为研究

  颜凌云, 胡楠楠, 郏义征

  表面技术. 2016, 45(3): 52-57. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.009

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  目的 研究X80管线钢在近中性pH溶液中的腐蚀与应力腐蚀裂纹萌生行为。方法 采用电化学实验和浸泡实验研究X80管线钢在近中性pH溶液中的腐蚀行为；采用慢应变速率拉伸实验研究X80管线钢在近中性pH溶液中,在自腐蚀电位和外加电位下的应力腐蚀裂纹萌生行为。结果 X80管线钢在在近中性pH溶液中的极化曲线只有活化区,没有钝化区,其自腐蚀电位约为-750 mVSCE；195天浸泡后,试样表面没有氧化膜出现,但是观察到点蚀坑。在自腐蚀电位下,X80管线钢试验表面有大量的应力腐蚀裂纹；在-500 mVSCE阳极外加电位下,X80管线钢试验表面几乎没有观察到应力腐蚀裂纹；在-850 mVSCE阴极外加电位下,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹很少,但是随着外加阴极电位负移到-1300mVSCE时,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹增多。结论X80管线钢在近中性pH溶液中发生均匀腐蚀,但是夹杂物剥落能在X80管线钢表面形成点蚀坑。在近中性pH溶液中,在自腐蚀电位下,X80管线钢应力腐蚀裂纹萌生敏感性最强；外加阴极电位抑制应力腐蚀裂纹萌生,但是随着外加阴极电位的负移,应力腐蚀裂纹萌生敏感性增强；外加阳极电位下,由于均匀腐蚀的作用,应力腐蚀裂纹萌生敏感性较弱。
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  S135钻杆腐蚀孔洞形成原因分析

  王长健

  表面技术. 2016, 45(3): 58-63. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.010

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  目的 对某S135钢级钻杆的腐蚀孔洞形成原因进行分析。方法 本文通过化学成分分析、金相组织分析、钻杆宏观外貌分析、力学性能测试、以及扫描电镜与能谱分析等一系列分析试验，对该S135钻杆材料的力学性能、化学成分、金相组织、非金属夹杂物、晶粒度等项目进行分析、对钻杆的外圆面宏观形貌进行分析，对钻杆的腐蚀孔洞特征和腐蚀产物进行分析。结果 该S135钢级钻杆的化学成分合格，符合产品技术条件要求；钻杆的强度、塑性、冲击韧性等力学性能指标均合格，均符合产品技术条件要求，其中冲击韧性值达到97J，超出技术条件要求值一倍以上；钻杆的金相组织为回火索氏体，为正常的调质热处理组织；钻杆的晶粒度级别为7级，符合产品技术条件要求；钻杆的各类非金属夹杂物级别均未超过1.0级，符合产品技术条件要求，钻杆外圆面存在大量的麻点、麻坑，腐蚀孔洞壁存在含氧元素的腐蚀产物，即存在氧腐蚀。结论，该S135钢级钻杆本体孔洞为应力腐蚀疲劳所致的孔洞。其产生因素有三：第一，钻杆本体外圆面上存在麻点、麻坑；第二，钻杆承受有交变弯曲应力；第三，钻杆外圆面局部氧腐蚀作用。
膜层材料与技术
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  热喷涂Ni基复合涂层重熔处理的研究现状

  杨秀从, 李国禄, 王海斗, 康嘉杰

  表面技术. 2016, 45(3): 64-71,140. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.011

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  热喷涂Ni基复合涂层因具有耐磨、耐腐蚀及耐高温等特点，被广泛应用于机械零件的表面修复和保护。但是，热喷涂层为典型的层状结构，具有微缺陷含量较高、与基体结合强度低等特点，难以适应苛刻的工作环境，其应用和发展受限。重熔处理可以消除热喷涂层的层状结构，消除或部分消除孔隙、裂纹等微缺陷，使涂层与基体形成冶金结合，提高涂层的使用性能。本文首先介绍了几种适用Ni基复合涂层的重熔技术，即激光重熔、火焰重熔、感应重熔等；随后介绍了重熔处理对Ni基复合涂层表面完整性，即微缺陷、结合强度和硬度的影响；接着分析了重熔处理对Ni基复合涂层两种服役性能，即耐磨性、耐腐蚀性能的影响；最后总结了目前在关于Ni基复合涂层重熔技术研究中存在的问题，进而探讨了相应的解决方案，并指出挖掘新的表面重熔技术、对不同的材料体系进行针对性研究是未来重点发展的方向。
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  甲烷体积分数对纳米金刚石薄膜形貌的影响

  熊礼威, 彭环洋, 汪建华, 崔晓慧, 龚国华

  表面技术. 2016, 45(3): 72-77. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.012

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  目的 研究不同甲烷浓度对NCD薄膜生长的影响,实现较小晶粒尺寸、高平整度的NCD薄膜的制备。 方法 采用微波等离子体增强化学气相沉积的方法制备NCD薄膜,以CH4和H2为气源,在生长阶段控制其它条件不变的前提下,探讨不同甲烷浓度对NCD晶粒尺寸、表面形貌以及表面粗糙度的影响。采用SEM、XRD等观测NCD薄膜的表面形貌和晶粒尺寸大小,并利用Raman对NCD薄膜的不同散射峰进行了分析。结果 随着甲烷浓度的增加,薄膜晶粒尺寸有减小的趋势,在低甲烷浓度时,晶形比较完整,但致密度较小,在高甲烷浓度时,晶形杂乱无章,但致密度较好,当甲烷浓度为9%时最小平均粒径为21.3nm,表面粗糙度较好,但非晶金刚石成分开始大量生成,NCD薄膜质量开始变差,而其形貌在甲烷浓度为8%时最好且此时最小表面粗糙度小于20nm,通过Raman分析可知NCD薄膜中出现了硅峰和石墨烯特征峰。 结论 甲烷浓度对NCD薄膜形貌有较大的影响,甲烷浓度为8%时是表面平整度由较差变好再逐渐变差的分界点,在甲烷浓度为8%时,平均晶粒尺寸为23.6nm,薄膜表面具有较好平整度。
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  激光重熔参数对镍基纳米TiN复合电沉积镀层性能的影响研究

  贾卫平, 姚井龙, 吴蒙华, 吴敬明, 王邦国

  表面技术. 2016, 45(3): 78-83. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.013

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  目的 在NiCr20TiAl基体材料上进行镍基纳米TiN电沉积复合镀后再开展激光重熔工艺，研究激光重熔参数对其镀层表面质量、结合力及硬度的影响。方法 采用正交实验，研究不同激光重熔参数（扫描速率、搭接量、离焦量等）对重熔镀层的影响，采用显微硬度计、扫描电镜和划痕仪进行硬度、表面形貌和结合力检测，得到较优工艺参数。结果 通过控制重熔参数对镀层表面能量和表面形貌的影响，以降低表面性能差异，得到激光重熔较佳工艺参数为：电流115A，脉宽为8ms，频率为10Hz，离焦量15mm，扫描速度230mm/min，使获得的镀层表面形貌比较平整，结合力提高到＞60N，硬度值平均632HV，并且硬度分布均匀。结论 激光重熔工艺可消除纳米复合电沉积过程中产生的间隙，纳米复合镀层致密均匀，镀层与基体之间产生良好的冶金结合，镀层表面硬度分布均匀，机械性能趋近一致。
表面摩擦磨损与润滑
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  大风沙地区铝合金接触网零部件表面处理的优选

  冯晓河

  表面技术. 2016, 45(3): 84-88. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.014

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  目的 提高铝合金接触网零部件表面耐磨损性能，以增加其在大风沙地区的使用寿命。方法 对接触网零件切割进行试样制备。在硅酸盐体系电解液中，采用20kW直流脉冲微弧氧化设备对试样表面进行微弧氧化处理，电解液为硅酸盐，氧化时间为30min。同时制备阳极氧化处理的平行试样。通过硬度测试、摩擦磨损试验以及扫描电子显微镜（SEM）测试，分别评价两种表面处理方式的表面硬度、耐磨性能，利用中性盐雾试验来评价其耐腐蚀性能。并通过扫描电子显微镜来观察两种膜层的差异。结果 通过对铝合金接触网进行阳极氧化和微弧氧化处理能明显提高表面耐磨性。阳极氧化膜层硬度为350.3Hv，微弧氧化膜层硬度约为阳极氧化膜硬度的4倍，达到1510.8Hv。经过HT-600高温摩擦磨损试验机30min的磨损试验，铝合金基体失重2mg，阳极氧化膜失重0.8mg，而微弧氧化膜的失重量只有0.15mg左右，且微弧氧化膜层表现出了更好的耐腐蚀性能。结论 通过试验数据的比较，结果表明微弧氧化膜层能表现出更加优异的耐磨及耐腐蚀性能。因此，相比之下，微弧氧化更适合大风沙地区铝合金零件的表面处理。
表面强化及功能化
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  基于紫外臭氧光照技术的PDMS表面改性参数研究

  张雅雅, 崔建国

  表面技术. 2016, 45(3): 89-95. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.015

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  目的 聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为微流控芯片研制中常用的高分子材料，其本身的疏水特性是影响微流控芯片整体键合效果的主要障碍。为了在短时间内成功实现PDMS与基底材料的有效键合与封装，设计了一种可在普通实验室开展的低成本且高效的PDMS材料改性方法。方法 基于紫外臭氧光照改性法对PDMS材料表面进行改性研究，通过正交试验深入研究紫外光照射时间、距离及通氧时间对PDMS表面改性效果的影响，在50 ℃水浴环境下通过测量不同时间PDMS基片与盖片（PDMS或玻璃）的键合强度，从而确定最优工艺参数组合。结果 相比于传统紫外光照射表面改性法的键合时间（大于50 h），本工艺可在6 h内成功实现PDMS的有效封装，并确定了P-P键合P-G键合的最优参数组合，两者平均键合强度均大于200 kPa。结论 整个工艺操作简单、成本低，可作为普通实验室开展微流控实验研究的有益补充。
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  热镀锌法提高B82MnQL材料的抗拉强度研究

  曾凡勇, 李养良, 张德勤, 李海洲, 潘东, 倪晓峰

  表面技术. 2016, 45(3): 96-102. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.016

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  目的 增强B82MnQL材料的抗拉强度。 方法 以B82MnQL盘条作为热镀锌的试验材料，利用拉伸试验机、反复弯曲试验机对其力学性能进行了测试，借助金相显微镜、扫描电镜分析了几种镀锌工艺下的横截面和轴向截面以及拉拔断口的组织形貌，测试了显微硬度。结果 B82MnQL盘条拉拔后钢丝的抗拉强度由原来的1250MPa提高至1670MPa。断面收缩率由32.5%下降至7%。采用新镀锌工艺和助镀配方，B82MnQL钢丝镀锌后抗拉强度下降幅度为8%，低于传统的10-15%，稳定化后B82MnQL的扭转值20次左右，反复弯曲6次左右，强度由1650MPa提高至1710MPa，硬度值比镀锌后有较大提高，由镀锌后的430HV升高至450HV，而且分布均匀。结论 通过镀锌工艺优化，能使B82MnQL盘条的抗拉强度有较大的提高。
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  面向工业设计的塑料表面铝涂层的结合强度

  周浩楠, 王丹, 邓卫斌

  表面技术. 2016, 45(3): 103-108. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.017

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  目的 采用电弧喷涂方法，在环氧树脂和ABS塑料表面喷涂铝涂层，研究涂层结合强度的影响因素。方法 第一组试验是塑料表面喷砂后，喷涂铝涂层，第二组是塑料表面喷砂后，涂覆一层高强度环氧树脂结构胶，再喷涂铝涂层，选择喷涂气体压力、喷涂电流和喷涂距离三因素进行正交试验，粘结拉伸法测试结合强度，照相法测量铝液和环氧树脂塑料、Q235钢的接触角。结果 本试验条件下，二种塑料电弧喷涂铝涂层结合强度的影响因素主次顺序为： 空气压力→喷涂电流→喷涂距离。最优方案是：喷涂气体压力0.7 MPa，喷涂电流 220 A，喷涂距离 160mm。未涂覆高强度环氧树脂结构胶的涂层，结合强度最大不超过3MPa，涂覆高强度环氧树脂结构胶的涂层，结合强度达到近20MPa。铝液和Q235钢的接触角是45℃，和环氧树脂塑料的接触角是135℃。结论 环氧树脂和ABS塑料表面电弧喷涂铝涂层的结合强度低的主要原因是铝液和它们之间的润湿性差。涂覆高强度环氧树脂结构胶后，喷涂工艺参数对涂层的结合强度影响不明显，结合强度受控于环氧树脂结构胶的粘结作用，使涂层的结合强度显著提高。
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  稀土掺杂Gd2O3对YSZ/(Ni,Al)热障涂层组织与性能的影响

  宋闪光, 王伟, 谭世磊, 王莉莉

  表面技术. 2016, 45(3): 109-114. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.018

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  目的 提高YSZ/(Ni,Al)复合涂层与基体的结合强度和抗高温氧化性。方法 采用电泳沉积的方法,在Inconel600高温合金表面上沉积YSZ/(Ni,Al)复合涂层和掺杂稀土Gd2O3-YSZ/(Ni,Al)（简称G-YSZ/(Al,Ni)）复合涂层，后进行真空烧结，然后对制备好的热障复合涂层进行划痕实验和等温循环氧化实验。通过对样品进行等温循环氧化实验，获取不同氧化时间段的复合涂层样品，并采用SEM和XRD对复合涂层组织和形貌进行分析。 结果 在1100 ℃等温氧化过程中，未掺杂稀土元素的氧化增重速率为0.0057 mg/mm2，而掺杂钆元素的氧化速率为0.0049 mg/mm2，氧化增重速率比未掺杂稀土YSZ/(Ni,Al)复合涂层低。G-YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层在等温氧化过程中颗粒长大较小、裂纹少、表面更加致密。真空烧结后的YSZ/(Al,Ni)复合涂层和G-YSZ/(Al, Ni)复合涂层与基体的结合强度大约为4.0 N，在经过氧化100 h后，掺杂稀土的G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层结合强度为3.5 N，未掺杂稀土的YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度为2.6 N。G-YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层中存在Gd2Zr2O7相和稳定的NiAl2O4相，Gd2Zr2O7相具有良好的稳定性以及耐高温氧化。结论 掺杂稀土氧化钆的G-YSZ/(Al,Ni)涂层的抗高温氧化性能显著提高。在等温氧化过程中，掺杂稀土元素的G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层，其颗粒趋向于均匀化，裂纹明显变少，使得涂层更加致密，表面更加平整。等温氧化100 h后，掺杂了稀土氧化钆的G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层基体之间具有更好的结合力，抗剥落性和服役寿命较好。
表面失效及防护
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  铝合金表面钼酸盐改进植酸转化膜的耐蚀性能

  林碧兰

  表面技术. 2016, 45(3): 115-119. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.019

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  目的 通过钼酸钠(SM)添加剂、SM前处理、SM后处理三种方案对铝合金表面植酸转化膜进行改进研究，以进一步提高其耐蚀性。方法 通过动电位极化测试研究改进后铝合金在3.5wt.% NaCl溶液中的耐蚀性。结果 随着SM添加剂浓度的增加，铝合金表面植酸转化膜的耐蚀性先增强再减弱，SM浓度为30 g/L时的腐蚀保护效率Pe最大、达95.5%，而不含SM时的Pe仅为86.8%。pH值太大(pH8.0)或太小(pH3.0)都不利于形成耐蚀性更好的膜层，pH为6.0时的Pe达98.6%。SM后处理会严重影响植酸转化膜的耐蚀性，腐蚀电流密度jcor大幅增大；SM前处理可提高植酸转化膜的耐蚀性，Pe达98.2%；SM前处理与添加剂同时应用时，植酸转化膜耐蚀性提高幅度更显著，jcor仅为0.042 μA/cm2、降低了两个多数量级，极化电阻Rp达222 kΩ?cm2，Pe达99.5%。结论 SM添加剂和SM前处理均可明显提高铝合金表面植酸转化膜的耐蚀性，且复合作用时的效果更显著，而SM后处理不能提高铝合金表面植酸转化膜的耐蚀性。
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  α-Al2O3微粒对铸造Al-Si合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

  赵晴, 周永峰, 周海飞, 钱洲亥, 祝骊伟, 王帅星, 杜楠

  表面技术. 2016, 45(3): 120-126. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.020

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  目的 通过共生沉积技术将α-Al2O3微粒引入到铸造Al-Si合金微弧氧化膜中，并研究其对膜层耐蚀性的影响。方法 利用SEM和XRD分析α-Al2O3微粒对微弧氧化膜微观结构及成分的影响。通过极化曲线、交流阻抗谱及中性盐雾试验评价膜层的耐蚀性。结果表明α-Al2O3微粒复合改变了微弧氧化膜的组成及结构。微弧氧化膜呈双层结构，表面存在大量微孔，主要组成为γ-Al2O3；加入α-Al2O3微粒后，微弧氧化复合膜的表面微孔大幅减少，致密度提高，且膜层中α-Al2O3相增多。此外，α-Al2O3微粒复合改善了微弧氧化膜的耐蚀性。微弧氧化膜在3.5 wt.%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度约为1.476×10-5 A?cm-2，多孔层电阻Rp及阻挡层电阻Rb分别为0.259KΩ?cm2及69.18 KΩ?cm2，耐盐雾试验时间为1200h。加入α-Al2O3微粒后，微弧氧化复合膜的自腐蚀电流密度仅为微弧氧化膜层的28%，Rp大幅增加至为274.5 KΩ?cm2，且Rb也上升了一个数量级，耐盐雾试验时间可达1440h。结果α-Al2O3微粒的引入可以大幅提高铸造Al-Si合金微弧氧化膜的耐蚀性。
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  疲劳荷载作用下道路混凝土硫酸盐侵蚀及防护

  关博文, 於德美, 马慧, 张纪阳, 谢超, 杨涛

  表面技术. 2016, 45(3): 127-133. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.021

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  目的 为解决疲劳荷载作用下道路工程结构混凝土硫酸盐侵蚀破坏严重的问题。方法 采用自主研发腐蚀疲劳试验装置，通过化学分析及强度测试研究了荷载类型（交变荷载和持续荷载）、硫酸盐种类（Na2SO4和MgSO4）、硫酸盐浓度（5%和10%的Na2SO4）、应力水平（20%、40%和60%）、水灰比（0.35和0.38）条件下的道路混凝土腐蚀龄期为180d时的硫酸根离子分布及强度变化规律；同时，采用硅烷对混凝土进行表面涂覆，对其抗疲劳腐蚀性能进行测试。结果 受腐蚀疲劳道路混凝土表层的硫酸根离子侵入速度是承受持续荷载的试件的1.43倍；在腐蚀疲劳作用下，当硫酸盐浓度提高1倍，其表层硫酸根离子侵蚀速度提高近1倍；当应力水平由0.2提高至0.6时，表层硫酸根离子浓度由2.51%提高至4.62%；水灰比由0.38降至0.35时，表层硫酸根离子扩散速度降低17%。由于硫酸镁腐蚀生成的Mg(OH)2溶解度很低，混凝土表层硫酸镁腐蚀速度是硫酸钠的70%；涂覆硅烷混凝土抗弯拉系数较未涂覆试件提高了近40%；结论 疲劳荷载加剧了混凝土中硫酸盐的侵蚀；在腐蚀疲劳环境中，可采用适当降低水灰比、硅烷涂覆表面外层提高混凝土抗硫酸根离子侵蚀能力，延长混凝土服役周期。
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  罗伊氏乳杆菌胞外聚合物抑制碳钢腐蚀行为研究

  许萍, 魏智刚, 王婧, 张雅君

  表面技术. 2016, 45(3): 134-140. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.022

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  目的 针对碳钢的腐蚀,选取罗伊氏乳杆菌胞外聚合物作为研究对象,研究其对碳钢腐蚀的抑制作用,为探索新型环保的金属表面防护措施提供技术支持。方法 采用腐蚀失重、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析检测手段,研究浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物后碳钢腐蚀速率、界面腐蚀产物以及腐蚀形貌结构的变化。结果 罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢腐蚀具有抑制作用,可以使平均腐蚀速率降低25.60%；与未浸涂工况相比,浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物后,碳钢界面的腐蚀产物种类没有变化,但两者在磁铁矿、磁赤铁矿与纤铁矿的比例上存在显著差异；浸涂工况下,前9天上述三种腐蚀产物的比例维持在1.0:1.0:1.1左右；此外,浸涂后,界面腐蚀产物与碳钢表面结合牢固,也不易脱落。结论 在碳钢界面浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物可以有效抑制腐蚀；罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢界面晶体间转化关系以及腐蚀产物稳定性的改变,是碳钢腐蚀速率下降的主要原因。
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  Cr12MoV导辊中贯穿裂纹的形成机理研究

  黄书林, 杨屹, 杨刚, 兰乔

  表面技术. 2016, 45(3): 141-145,157. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.023

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  目的 分析导辊贯穿裂纹萌发和扩展机理。方法 采用扫描电镜和能谱分析贯穿裂纹的裂纹源和扩展区域的显微图像和化学成分,结合X射线衍射仪和维氏硬度仪研究裂纹导辊组织中碳化物的种类及硬度；并运用数值模拟分析裂纹扩展过程中的应力情况；以此研究Cr12MoV导辊中贯穿裂纹的萌发原因和扩展机理。结果 研究发现,元素偏析是Cr12MoV导辊贯穿裂纹萌发的主要原因,近表面氧、铬两种元素明显高于裂纹扩展区域,导辊在内应力的作用下分离,在近表面处产生裂缝,形成裂纹源；高硬度共晶碳化物是Cr12MoV导辊裂纹扩展的主要原因,共晶碳化物主要是(Fe,Cr)7C3型块状颗粒,硬度为HV 1327,其周围产生大量微裂纹,并相互连接,形成网状,分割机体,在外力的作用下扩展,形成贯穿裂纹；采用扩展有限元法(XFEM)对贯穿裂纹进行模拟仿真,对裂纹扩展应力进行分析,裂纹尖端应力最大,约为裂纹扩展应力的1.5倍,且沿裂纹扩展方向应力先急剧减小,然后呈抛物线型,在导辊径向厚度刚达最大时应力为抛物线顶点,在导辊上下表面应力最小。结论 结果表明,导辊中合金元素和共晶碳化物对其裂纹的萌发和扩展具有较大影响,裂纹扩展应力场与初始裂纹位置和导辊尺寸直接相关。
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  高压输电耐张线夹用铝在中性溶液中的交流腐蚀行为

  王若民, 王夫成, 詹马骥, 陈国宏, 杜晓东

  表面技术. 2016, 45(3): 146-151. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.024

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  目的 研究高压输电耐张线夹用铝在0.1 mol/L的中性Na2SO4溶液中的交流腐蚀行为。方法 在耐张线夹端部截取块状腐蚀试样并包覆、打磨、清洗，利用自制设备测量试样在交变电流腐蚀作用下的Tafel曲线、交流阻抗谱和腐蚀速率，采用扫描电子显微镜分析微观腐蚀形貌，采用X射线衍射仪、能谱仪和X射线光电子能谱仪对腐蚀区元素及物相进行分析。结果 交变电流密度为0～40 A/m2时，Tafel曲线负向移动；50 A/m2时，发生逆转，曲线正向移动；随交变电流密度增加，交流阻抗谱Nyquist图由单弧逐渐变为双弧，出现Warburg阻抗，Bode-Phaze 图由单峰逐渐变为双峰；表面出现较多的点蚀坑和层状脱落痕迹； 腐蚀产物为Al(OH)3 和Al2O3。结论 交变电流作用下试样的腐蚀倾向加深，腐蚀表面具有较多的空洞，垂直腐蚀和平行腐蚀交替进行，呈现层状脱落方式向基体演进，腐蚀产物与一般铝腐蚀产物相同，均为Al(OH)3 和Al2O3，腐蚀速率在交变电流密度低于50 A/m2时相对较低，高于50 A/m2时大幅提高。
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  镀锌钢在红沿河大气环境中的腐蚀行为

  刘雨薇, 曹公望, 王振尧, 曹岩, 蒋双优, 王磊

  表面技术. 2016, 45(3): 152-157. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.025

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  目的 研究镀锌钢在红沿河地区SO2和Cl-含量较高的大气环境中的腐蚀行为与机理。方法 根据GB/T 6464—1997将制备好的试样在红沿河核电厂进行现场暴晒试验,分别在暴晒4,12,18,24个月后取回试样。利用质量损失,X 射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析技术,对暴晒后的试样进行腐蚀产物观察与分析。 结果 质量损失结果表明,镀锌钢腐蚀失重随暴晒时间的延长呈线性增加。XRD分析结果表明,随着暴晒时间的延长,锌镀层表面形成的腐蚀产物成分变化不大,以Zn12(SO4)3Cl3(OH)15.5H2O和6Zn(OH)2.ZnSO4.4H2O为主。SEM结果表明,腐蚀产物随着暴晒时间的延长逐渐增加,产物形貌略有变化,但都以球状和针状为主。从截面分析来看,暴晒18个月时,腐蚀产物分为双两层,内层致密,外层疏松。暴晒24个月时,腐蚀产物厚度稍有增加,疏松层向致密层转变。结论 镀锌钢在红沿河地区的大气腐蚀属于较严重的级别,SO2与Cl-为促进腐蚀过程的主要影响因子。镀锌钢表面形成的腐蚀产物对锌镀层的保护作用较差。
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  SiO2微球负载BTA缓蚀剂型自修复耐蚀涂层的制备及性能研究

  董培林

  表面技术. 2016, 45(3): 158-163,177. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.026

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  目的 研究由负载缓蚀剂的多孔SiO2微球(SiO2)和7537聚氨酯所制备的自修复涂层的耐蚀性能和防腐机理。方法 利用负压-浸渍法将苯并三氮唑(BTA)负载到SiO2微球中；利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)分别对SiO2的形貌与BTA负载含量进行分析检测；利用划痕浸泡试验、电化学极化曲线及交流阻抗技术研究SiO2、BTA以及负载有BTA的多孔SiO2微球(SiO2/BTA)对涂层耐蚀性能的影响。结果 SEM图像分析表明SiO2微球粒径约为1 μm；热重分析试验表明BTA的负载含量为32.38 wt%。划痕试验表明在浸泡的过程中除了PU+SiO2/BTA coating试样外其他试样的划痕处都出现宏观腐蚀现象；电化学极化曲线和交流阻抗结果表明PU+SiO2/BTA coating试样始终具有最低的电流密度和较高的阻抗值。结论 涂层中的多孔SiO2一方面可以储存BTA,当该涂层产生缺陷时,SiO2中的BTA被释放出来并在基体的缺陷处吸附成膜,从而使该涂层对微观缺陷具有一定的自修复功能；另一方面提高了涂层的致密性,两方面的协同作用使PU+SiO2/BTA coating试样具有最好的耐蚀性能和一定的自修复功能。
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  本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层的防腐性能

  贾艺凡, 刘朝辉, 廖梓珺, 王飞, 叶圣天, 班国东, 丁逸栋, 林锐

  表面技术. 2016, 45(3): 164-168,172. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.027

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  目的 研究本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层在氯化钠腐蚀介质中对Q235低碳钢的防腐效果。方法 以自制的本征态聚苯胺为防腐颜料,按比例加入填料及助剂,砂磨分散后制备质量分数为0.5%、1.0%及1.5%的本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层。Q235钢板经砂纸打磨后去油除渍,采用喷涂方式涂覆制备涂层样品。利用扫描电子显微镜观察不同添加量的本征态聚苯胺在环氧有机硅涂层中的分散状态,涂层在3.5wt%NaCl溶液浸泡不同时间,采用X射线光谱分析涂层浸泡后的物相,并通过开路电位和电化学阻抗谱对比分析涂层的耐腐蚀性能。结果 本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层中EB添加量为1.0%时颗粒分散较均匀且能促进形成致密的氧化钝化膜,浸泡后期的涂层表面微孔电阻值较高(Rpo=3.89×106Ω.cm2),表现出良好的电化学性能；添加量为0.5%时颗粒分散较稀疏,涂层的阻抗值和拟合电阻值均下降；添加量为1.5%时涂层的阻抗值和拟合电阻值较小,腐蚀速度不断加快。结论 本征态聚苯胺添加量为1.0%时,其在环氧有机硅涂层的分散均匀且致密,并在3.5wt%NaCl溶液中浸泡后对Q235低碳钢表现出良好的防腐效果。
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  镁合金的腐蚀特性及防护技术

  高志恒

  表面技术. 2016, 45(3): 169-177. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.028

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  镁合金作为最轻的金属结构材料,在汽车、3C、国防军工、航空航天等领域具有广阔的应用前景,但耐蚀性较差是其大规模应用的瓶颈。本文介绍了镁合金的腐蚀机理,包括全面腐蚀、局部腐蚀、电偶腐蚀等,以及影响镁合金耐腐蚀的因素，根据不同介质中的具体腐蚀情况，对影响镁合金腐蚀的三大因素作了重点介绍，从而总结出提高镁合金防腐性能的两个研究方向，一是改善镁合金的本征耐蚀性，即通过优化合金成分，改善镁合金的微观组织等方式提高机体材料的耐蚀性；二是采用表面防护处理技术，通过表面防护层对基体进行保护，隔离腐蚀介质与基体。详细综述了净化合金成分、开发新型耐蚀镁合金、改善镁合金的表层微观组织等提高镁合金本征耐蚀性的方法，以及有机/聚合物，金属/化合物镁合金耐蚀涂层的研究现状。最后指出了镁合金防腐技术研究过程中存在的问题和今后的发展方向。
表面质量控制及检测
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  清洗剂对压缩机级间换热器超声清洗效果的影响

  王军, 田蒙奎, 姜颖, 雷志良, 王国维, 王昌敏, 简万国

  表面技术. 2016, 45(3): 178-182. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.029

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  目的 解决贵州开磷息烽合成氨有限责任公司压缩机级间换热器的结焦问题。方法 采用超声清洗，选取OP-10、AEO、平平加和TX-10四种非离子表面活性剂和AES、十二烷基磺酸钠两种阴离子表面活性剂作为主剂，将各种主剂配置成浓度为10 g/l的溶液，在温度为30℃条件下对样管超声清洗，研究对比各试剂的清焦能力，并对其进行筛选与复配。同理，将氢氧化钠、碳酸氢钠、磷酸钠和碳酸钠四种碱性助剂配制成10 g/l 的溶液，取同等质量的焦垢，通过对溶解后剩余焦垢量的称量计算其对焦垢的溶解率。结果 非离子表面活性剂清焦能力：OP-10＞AEO＞平平加＞TX-10；阴离子表面活性剂清焦能力：AES＞十二烷基磺酸钠。且超声清洗最佳时间为10 h。碱性助剂的溶焦能力：氢氧化钠（13.2%）＞碳酸氢钠(12.5%)＞磷酸钠(9.9%)＞碳酸钠(9.6%)。结论 通过筛选和复配，OP-10和十二烷基磺酸钠作为清洗剂主剂、氢氧化钠为碱性助剂时进行超声清洗的效果较好。
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  平板表面波纹度测量中的滤波器研究

  蒋光锐, 张浩, 刘李斌, 李春光, 赵振华

  表面技术. 2016, 45(3): 183-187,192. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.030

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  目的 为了比较用于平板板表面波纹度测量的三种滤波器的传输特性差异。方法 三种滤波器分别是JIS B 0610采用的2RC滤波器、SEP 1941采用的指数滤波器和ASME B46.1采用的高斯滤波器。采用频谱分析的方法比较了原始轮廓与不同滤波器得到的波纹度轮廓的频谱特性,计算对比不同滤波器得到的波纹度参数的差异。结果 三种滤波器的幅值特性没有振荡现象,但是高斯滤波器和指数滤波器的幅值下降速度更快。高斯滤波器和指数滤波器在截止波长处的幅值下降了50%,而2RC滤波器在截止波长处的幅值只下降了25%。从相位特性看,高斯滤波器和指数滤波器属于无相位移动滤波器,而2RC滤波器属于有相位移动的滤波器,在截止波长位置的相位移动约为1.05。在相同的截止波长下,指数滤波器与高斯滤波器的传输特性完全一致。进一步研究表明,采用2RC滤波器得到的波纹度参数Wa比采用高斯滤波器得到的波纹度参数Wa高0.1mm左右。结论 高斯滤波器和2RC滤波器都无法同时完全抑制截止波长范围以外的成分而完全保留截止波长范围之内的成分。
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  小孔腐蚀在铝电解电容器用铝箔质量评价中的应用

  朱淑芹, 班朝磊, 侯加林

  表面技术. 2016, 45(3): 188-192. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.031

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  介绍了小孔腐蚀方法在电容器阳极铝箔立方织构含量测定中的应用和小孔腐蚀的电化学特点,同时介绍了电容器铝箔立方织构的形成和特点；模拟计算了多晶体各晶面弹性模量和各晶面原子密度和各晶向原子密度；用材料学的观点说明了小孔腐蚀的方向性和材料晶粒取向性之间的内在联系；通过具体实验进一步验证了小孔腐蚀的方向性和材料晶粒取向性之间的内在关系。
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  气体介质对常压等离子体还原氧化铜的影响

  郝建民, 俞茂兰, 陈永楠, 陈宏

  表面技术. 2016, 45(3): 193-197,204. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.032

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  目的利用常压射流型等离子体还原氧化铜,以不同的等离子体还原介质和还原时间为研究对象,讨论了两者对氧化铜还原的影响。方法实验采用等离子焰流扫描试样,然后应用扫描电镜观察还原后试样的表面微观形貌,通过X射线衍射仪分析试样处理前后表面相成分的变化。结果采用N2+热氨作为气体介质,其还原产物为Cu4O3和Cu3O,相对于其他气体介质得到的还原产物Cu2O,能将Cu2+还原至更低的价态,原因是氨气经过热分解以后得到H2、N2和NH3的混合气体,该混合气经电离、激发、解离后易得到激发态的氢分子。分析结果表明：40s的主要还原产物为Cu3O,其含氧量低于CuO,随着时间延长,亚稳相Cu3O逐渐转变成较稳定的Cu2O,当还原时间为100s,析出Cu单质。结论N2+热氨是还原性较强的气体介质。氧化铜中铜离子价态随还原时间增加而降低,同时伴随亚稳定相Cu3O向Cu2O转变现象。还原过程中高能电子对CuO颗粒有加热熔融作用,激发态的活性粒子发挥主要的还原作用。
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  长期运行老化导线表面状态及电晕特性变化研究

  刘洋

  表面技术. 2016, 45(3): 198-204. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.033

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  目的 高压输电线路在长期运行过程中由于大气环境中污染物的腐蚀,其表面粗糙度会逐渐增加,会导致导线表面状态及电晕放电特性发生重大变化。本文通过对某地区长期运行导线表面状态、表面成分以及电晕特性展开研究,分析老化导线表面特性变化规律。方法 采用场发射扫描电子显微镜分析了运行老化导线表面物质成分及分布状态；采用紫外成像仪计数不同施加不同电压等级下电晕放电光子数以表征其放电的强弱程度。 结果 导线表面物质成分比新导线的物质成分复杂；非金属元素主要是氧、碳、硫、硅和少量的磷,金属元素主要是铁、铝、钙、钠、镁、钾,且表面状态与所处周围环境有关；长期运行导线表面在相同放电电压下放电光子数比新导线多。结论 污秽颗粒、不规则的表面结构是实际运行的导线在正常运行电压下发生电晕放电的根源；长期运行导线表面的污秽成分随导线所处不同地区而不同；长期运行导线表面凹凸不平会导致其起晕电压比新导线要小。导线的运行年限对表面状态和电晕放电特性有影响。