单推-3高温燃气对结构材料的腐蚀行为研究

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作者 唐占梅 刘旭 +4 位作者 宋泓伯 彭峥 刘怡汝 刘江强 蒋榕培 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期141-150,共10页

液体推进剂单推-3(DT-3)高温燃气对发动机系统结构材料性能具有一定的影响,从而影响动力系统工作的可靠性。首次自主设计高温燃气试验测试系统,模拟燃气环境及发动机工作温度条件,通过材料试样的失重和拉伸性能测试,结合SEM和XPS微观分... 液体推进剂单推-3(DT-3)高温燃气对发动机系统结构材料性能具有一定的影响,从而影响动力系统工作的可靠性。首次自主设计高温燃气试验测试系统,模拟燃气环境及发动机工作温度条件,通过材料试样的失重和拉伸性能测试,结合SEM和XPS微观分析,开展了高温燃气中典型结构材料的腐蚀行为研究。结果表明,钛合金TC4在110℃高温燃气中未发生明显的失重或增重,表面形成了由颗粒状AlOOH和连续块状TiO_(2)组成的氧化膜,基本不发生腐蚀,TC4与DT-3燃气具有长期良好的相容性;不锈钢1Cr18Ni9Ti在700℃高温燃气中的腐蚀增重率处于10^(-5)~10^(-4)g/cm^(2)范围内变化,随着时间的延长,增重率变化变小并趋向稳定,2 h最大腐蚀深度仍非常小,约为5×10^(-4)mm。但是,其晶间存在一定的腐蚀敏感性,而外层FeO和Fe_(2)O_(3)、内层Cr_(2)O_(3)构成的双层结构特征的钝化膜,可有效阻碍晶间腐蚀裂纹向基体内扩展,1Cr18Ni9Ti与700℃高温燃气在试验周期内具有良好的相容性;橡胶S8101在110℃高温燃气中的质量、体积变化率以及拉伸强度和拉断伸长率变化均较小,力学性能未发生明显降低,二者具有良好的相容性。 展开更多

关键词 高温燃气 腐蚀 TC4 1CR18NI9TI 橡胶S8101

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电化学噪声法研究钛合金在硝酸羟铵基推进剂中的腐蚀行为

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作者 唐占梅 彭峥 +3 位作者 郭伟 鲍世国 孙海云 张晓亮 《材料保护》 2025年第3期40-48,共9页

硝酸羟铵(HAN)基推进剂是一种新型绿色推进剂,其与航天传统结构材料钛合金的相容性研究有待深入。采用电化学噪声(EN)方法以及扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段研究了TC4钛合金在HAN基推进剂中长周期腐蚀变化规律。结果表... 硝酸羟铵(HAN)基推进剂是一种新型绿色推进剂,其与航天传统结构材料钛合金的相容性研究有待深入。采用电化学噪声(EN)方法以及扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段研究了TC4钛合金在HAN基推进剂中长周期腐蚀变化规律。结果表明:随着浸泡时间的延长,电位噪声平均值和电流噪声平均值变化趋势反映了母材和焊材试样发生了活性腐蚀-氧化膜形成-腐蚀平衡过程;此外,母材和焊材的电位噪声标准偏差均在浸泡1 d时达到最大值,分别为5.92、6.02,焊材试样的电位噪声标准差值比母材略大,焊材的腐蚀活性比母材略高;TC4在碱性HAN基推进剂中浸泡65 d过程中,功率谱密度(PSD)曲线高频区斜率始终保持在-1 dB/dec左右,远大于-20 dB/dec,这与TC4合金在碱性HAN基推进剂中发生很强的局部腐蚀行为一致;TC4的合金元素Al在HAN基推进剂腐蚀过程中在表面形成Al_(2)O_(3)和Al(OH)_(3),而合金元素Ti的氧化物与碱性的HAN介质发生反应形成可溶解的盐类物质,从而使得TC4钛合金在碱性HAN基推进剂中不能形成稳定致密的钝化膜。 展开更多

关键词 电化学噪声 TC4钛合金 硝酸羟铵 推进剂 腐蚀

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316LN在模拟压水堆一回路异常水化学条件下的应力腐蚀敏感性研究 被引量：6

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作者 唐占梅 胡石林 张平柱 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1960-1964,共5页

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)法研究了氯离子(Cl-)和溶解氧对316LN在模拟压水堆(PWR)一回路异常工况下的应力腐蚀开裂(SCC)的影响。结果表明:在饱和氧条件下,随着Cl-浓度的增大,试样的延伸率降低,SCC敏感指数增大,当Cl-浓度大于1mg/L... 采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)法研究了氯离子(Cl-)和溶解氧对316LN在模拟压水堆(PWR)一回路异常工况下的应力腐蚀开裂(SCC)的影响。结果表明:在饱和氧条件下,随着Cl-浓度的增大,试样的延伸率降低,SCC敏感指数增大,当Cl-浓度大于1mg/L后开始萌生SCC裂纹;溶液除氧后,即使Cl-浓度增大到10mg/L也不会引发SCC裂纹。316LN的SCC裂纹萌生于表面的缺陷或贫Cr区,呈穿晶型向基体内扩展。 展开更多

关键词 慢应变速率拉伸试验法 应力腐蚀开裂 氯离子 溶解氧

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氯和氧对304N在高温水中应力腐蚀开裂的影响 被引量：5

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作者 唐占梅 胡石林 张平柱 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1296-1300,共5页

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)与断口形貌分析技术研究304N不锈钢(固溶退火态)在300℃高温水中的应力腐蚀行为与机理。结果表明:304N在300℃高温水中的最大抗拉强度、延伸率以及断裂吸收能随Cl-浓度的增大显著降低;随氧浓度的急剧降低... 采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)与断口形貌分析技术研究304N不锈钢(固溶退火态)在300℃高温水中的应力腐蚀行为与机理。结果表明:304N在300℃高温水中的最大抗拉强度、延伸率以及断裂吸收能随Cl-浓度的增大显著降低;随氧浓度的急剧降低而显著增大;304N在高温水中发生应力腐蚀开裂(SCC)主要为穿晶型;随Cl-浓度增加,304N的应力腐蚀敏感性也迅速增加,在含50mg/L Cl-的空气饱和高温水环境中,试样断口形貌表现为完全脆断;在溶解氧浓度急剧降低时,氯致应力腐蚀开裂的敏感性大幅降低,表明溶解氧对304N在高温水中的氯致应力腐蚀开裂具有明显的促进作用。 展开更多

关键词 慢应变速率拉伸试验 应力腐蚀开裂 溶解氧 氯离子

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热挤压690合金管材在高温水中的长期均匀腐蚀行为 被引量：1

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作者 唐占梅 丰涵 +3 位作者 张平柱 胡石林 郑文杰 宋志刚 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期408-413,共6页

采用长期浸泡和表面膜俄歇电子能谱(AES)与扫描电子显微镜(SEM)分析方法研究了热挤压690合金管材3段不同挤出顺序的管段(头部A、中部B和尾部C)在高温除氧水中的均匀腐蚀行为与机理。结果表明:热挤压690合金管材头部A、中部B和尾部C 3种... 采用长期浸泡和表面膜俄歇电子能谱(AES)与扫描电子显微镜(SEM)分析方法研究了热挤压690合金管材3段不同挤出顺序的管段(头部A、中部B和尾部C)在高温除氧水中的均匀腐蚀行为与机理。结果表明:热挤压690合金管材头部A、中部B和尾部C 3种试样在浸泡2 500 h后均匀腐蚀均达到稳定状态,其均匀腐蚀速率均低于5 mg/(月·dm^2);头部A与尾部C的腐蚀速率相当,而明显低于中部B的腐蚀速率;氧化膜呈双层结构特征,即外层富Fe和Ni、内层富Ni和Cr,A与C试样氧化膜中间层存在铬壁垒,而B试样无明显的铬壁垒。 展开更多

关键词 俄歇电子能谱 690合金管材 均匀腐蚀 氧化膜

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反萃沉淀法制备草酸铜超细粉体 被引量：2

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作者 石磊 李金英 +7 位作者 赵志军 侯艳丽 纪存兴 唐占梅 李中平 凡金龙 廖云志 张东翔 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1292-1298,共7页

采用反萃沉淀法,以H2C2O4-乙醇水溶液反萃CCl4-TOA-CuCl2组成的有机相中的铜离子,利用相界面传质反应过程获取CuC2O4超细粉体。采用X射线衍射分析、电子显微分析(SEM和TEM)、激光粒度分析等手段,考察了有机相铜浓度、反萃液中乙醇的浓... 采用反萃沉淀法,以H2C2O4-乙醇水溶液反萃CCl4-TOA-CuCl2组成的有机相中的铜离子,利用相界面传质反应过程获取CuC2O4超细粉体。采用X射线衍射分析、电子显微分析(SEM和TEM)、激光粒度分析等手段,考察了有机相铜浓度、反萃液中乙醇的浓度、反萃温度以及反萃时间等操作条件对草酸铜超细粉体的粒径和形貌的影响。结果表明,在反萃沉淀过程中,有机相中铜浓度、反萃液中乙醇浓度、反萃温度对草酸铜沉淀颗粒的粒径和粒径分布影响较大,反萃时间的影响小;在适宜条件(有机相中TOA40%(体积比)和Cu2+浓度0.1mol/L,反萃液中草酸浓度0.1mol/L和乙醇浓度80%(体积比),反萃温度15℃以及反萃时间2h)下,可制备粒径约100nm的草酸铜超细粉体,粉体为蓝青色单斜晶系结构的球形颗粒。 展开更多

关键词 反萃沉淀法 草酸铜 超细粉体 界面传质

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含氚氢同位素丰度分析应用于氚半衰期的测定 被引量：1

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作者 石磊 李金英 +2 位作者 赵志军 纪存兴 唐占梅 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B09期556-558,共3页

氚是核燃料循环与材料的重要核素,但用不同方法测量其半衰期的差异较大。本工作用低分辨率质谱测定氢同位素中氚丰度的方法来测定氚半衰期,测定结果为(12.0652±1.2311)a,与建议使用的氚的半衰期(12.323a,每年计365.25d)较吻合。

关键词 T 半衰期 氢同位素分析 质谱法

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静电场激励液-液体系相间铜反萃传质特性

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作者 纪存兴 石磊 +6 位作者 李金英 赵志军 侯艳丽 唐占梅 李中平 凡金龙 张东翔 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期953-957,共5页

在改进的传质池中通过在线检测草酸浓度,应用瞬时传质系数与平均传质系数,研究了各种方向及组合、不同电压、电极板形状与面积等条件下静电场对体系Cu2+-HDEHP-CCl4/H2O-H2C2O4伴随生成CuC2O4的传质过程特性。外场电压变化、电极面积可... 在改进的传质池中通过在线检测草酸浓度,应用瞬时传质系数与平均传质系数,研究了各种方向及组合、不同电压、电极板形状与面积等条件下静电场对体系Cu2+-HDEHP-CCl4/H2O-H2C2O4伴随生成CuC2O4的传质过程特性。外场电压变化、电极面积可改变相间的传质速率,与传质方向成45°夹角的静电场作用对相界面传质速率的影响更为显著,表明相间传质阻力结构或相间传质层具有各向异性。 展开更多

关键词 传质 静电场 界面反应 铜

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316不锈钢应力腐蚀的电化学噪声在线监测

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作者 叶一鸣 胡石林 +2 位作者 刘海峰 唐占梅 张平柱 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期65-68,共4页

为了评价腐蚀过程中监测到的电化学噪声与金属材料腐蚀行为之间的关系,采用应力腐蚀试验和慢应变速率拉伸试验研究了316不锈钢在沸腾的42%氯化镁溶液以及260℃下Cl-浓度为10 mg/L的溶液中的应力腐蚀行为,连续测得了腐蚀过程中的电化学... 为了评价腐蚀过程中监测到的电化学噪声与金属材料腐蚀行为之间的关系,采用应力腐蚀试验和慢应变速率拉伸试验研究了316不锈钢在沸腾的42%氯化镁溶液以及260℃下Cl-浓度为10 mg/L的溶液中的应力腐蚀行为,连续测得了腐蚀过程中的电化学噪声并对其进行了分析讨论。结果表明:前者的噪声电流先快速上升后缓慢下降呈阶梯状,类似于1种噪声脉冲信号;后者发生应力腐蚀时的电化学噪声表现为强的信号峰。慢应变速率拉伸试验不同阶段的电化学噪声特征与应力-应变曲线相对应。 展开更多

关键词 电化学噪声 应力腐蚀开裂 慢应变速率拉伸 316不锈钢

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温度、水化学环境及冷加工程度对321不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率的影响 被引量：1

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作者 张克乾 张华 +1 位作者 胡石林 唐占梅 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期129-135,共7页

压水堆(PWR)一回路水的水化学环境、温度及冷加工程度对一回路管道的应力腐蚀开裂(SCC)具有重要影响,因此研究不同因素对一回路管道材料应力腐蚀开裂的影响具有重要意义。本文采用恒应力场强度因子法研究了不同温度、水化学环境及不同... 压水堆(PWR)一回路水的水化学环境、温度及冷加工程度对一回路管道的应力腐蚀开裂(SCC)具有重要影响,因此研究不同因素对一回路管道材料应力腐蚀开裂的影响具有重要意义。本文采用恒应力场强度因子法研究了不同温度、水化学环境及不同冷加工程度对321不锈钢(321SS)在高温高压水中应力腐蚀裂纹扩展速率(SCCGR)的影响,并研究这些因素的协同作用。研究结果表明,在B-Li及B-Li-O_(2)环境中,随温度升高材料的SCCGR先增大后减小,而在B-Li-O_(2)-Cl^(-)环境中,随温度升高SCCGR不断增大;水中溶氧(DO)及Cl^(-)对材料的SCCGR有协同促进作用,且O_(2)的加入对SCCGR的影响较Cl^(-)大;在B-Li环境中,冷加工对材料的SCCGR影响较小,而在腐蚀性环境(B-Li-O_(2)、B-Li-O_(2)-Cl^(-))中冷加工对材料的SCCGR影响较大,且腐蚀性环境越强,冷加工对SCCGR影响越大。经实验表明,温度、水化学环境及冷加工程度对321SS应力腐蚀裂纹扩展的影响具有协同作用。 展开更多

关键词 应力腐蚀裂纹扩展速率 水化学环境 温度 冷加工 协同作用

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TC4在液体推进剂单推-3中电化学腐蚀机理研究 被引量：5

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作者 唐占梅 郭伟 +1 位作者 蒋榕培 方涛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期397-404,共8页

为了开发推进剂/金属材料电化学加速试验技术,需要掌握材料的腐蚀特性。本文采用电化学测试方法,结合扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)分析手段,研究了钛合金TC4在液体推进剂单推-3中的电化学腐蚀行为与机理。结果表明:TC4在单推-3中的... 为了开发推进剂/金属材料电化学加速试验技术,需要掌握材料的腐蚀特性。本文采用电化学测试方法,结合扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)分析手段,研究了钛合金TC4在液体推进剂单推-3中的电化学腐蚀行为与机理。结果表明:TC4在单推-3中的自腐蚀电流密度约为95nA/cm^(2),腐蚀速率约为0.8μm/a,抗均匀腐蚀性能良好,TC4在单推-3中可长期使用;TC4在单推-3中具有两段不同的钝化电位区间,随着极化电位的正移,最终形成外层为TiO_(2)薄膜、中间Al_(2)O_(3)阻挡层、内层为TiO+Ti2O3的三层结构特征的钝化膜,并具有很正的点蚀电位;单推-3中主要组分肼和硝酸肼对TC4钝化膜的破裂溶解过程具有协同作用。 展开更多

关键词 电化学腐蚀 钛合金 液体推进剂 钝化膜 点蚀电位

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应变速率对316LN应力腐蚀开裂敏感性的影响

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作者 周文辉 唐占梅 胡石林 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1096-1104,共9页

不锈钢结构材料在压水堆水化学条件下产生应力腐蚀开裂(SCC)影响核电站安全,掌握应力腐蚀敏感性影响因素边界条件具有十分重要的意义。采用恒应变速率拉伸试验方法,结合断口分析技术,研究了应变速率对第三代压水堆核电站主管道材料316 L... 不锈钢结构材料在压水堆水化学条件下产生应力腐蚀开裂(SCC)影响核电站安全,掌握应力腐蚀敏感性影响因素边界条件具有十分重要的意义。采用恒应变速率拉伸试验方法,结合断口分析技术,研究了应变速率对第三代压水堆核电站主管道材料316 LN在高温B-Li水化学条件下SCC的影响规律。结果表明:在1000 mg/LB、2 mg/LLi、10 mg/LCl饱和氧高温B-Li水溶液中,随着应变速率的降低,316 LN的延伸率、最大破断应力、断裂能呈减小的趋势,而SCC敏感指数呈增大的趋势;只有当应变速率低于或等于4.17×10-6/s时,试样才萌生SCC裂纹,316 LN产生SCC的临界应变速率介于8.34×10^(-6)~4.17×10^(-6)/s范围;当应变速率降低到4.17×10^(-6)/s时,316 LN主要发生穿晶型SCC,裂纹呈扇形向基体内扩展,而当应变速率降为8.34×10^(-7)/s时,316 LN开裂模式转变为沿晶和穿晶混合型SCC。 展开更多

关键词 主管道材料 恒应变速率 应力腐蚀开裂 沿晶开裂 穿晶开裂

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