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氮掺杂石墨烯量子点作为新型碳钢缓蚀剂:从设计到机理 被引量：1
1
作者 龙武剑 唐懿 +1 位作者 郑淑仪 何闯 《材料导报》 北大核心 2025年第7期154-163,共10页
缓蚀剂具有成本低、操作简便等优点,广泛应用于金属腐蚀防护领域。石墨烯量子点(GQDs)作为一种新型碳基纳米材料,已被用作碳钢缓蚀剂,但其缓蚀性能仍不理想。本工作设计制备了一种N掺杂GQDs(N-GQDs)作为新型碳钢缓蚀剂,证明了其优异的... 缓蚀剂具有成本低、操作简便等优点,广泛应用于金属腐蚀防护领域。石墨烯量子点(GQDs)作为一种新型碳基纳米材料,已被用作碳钢缓蚀剂,但其缓蚀性能仍不理想。本工作设计制备了一种N掺杂GQDs(N-GQDs)作为新型碳钢缓蚀剂,证明了其优异的缓蚀性能,并揭示了其缓蚀机理。具体而言,采用密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟,设计N-GQDs作为缓蚀剂;采用一步水热法制备出所设计的N-GQDs;采用紫外可见(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱证实所制备N-GQDs的分散稳定性;采用失重试验和电化学测试探究N-GQDs在1 mol/L HCl溶液中对碳钢的缓蚀性能;结合吸附等温线和腐蚀面分析,揭示N-GQDs缓蚀机理。结果表明,N掺杂使N-GQDs更易吸附在碳钢表面,使其具有更出色的缓蚀能力;N-GQDs表面存在大量基团,使其在HCl溶液中具有良好的长期分散稳定性;200 mg/L N-GQDs对在1 mol/L HCl溶液中浸泡96 h后的Q235碳钢的缓蚀效率高达90.48%,展示出优异的长期缓蚀能力;N-GQDs的缓蚀机理归因于N-GQDs在碳钢表面的物理吸附和化学吸附。本工作有望为新型绿色缓蚀剂的设计和制备提供参考。 展开更多
关键词 石墨烯量子点(GQDs) N掺杂 盐酸(HCl) 缓蚀性能 碳钢 吸附
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碳钢表面碳原子偏聚对锡原子热扩散的影响
2
作者 李海斌 徐惠婷 +3 位作者 闫岳涛 陈璇 帅美荣 王强 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第1期96-104,共9页
巴氏合金与轴承(碳钢)的紧密结合对轴承运行效率至关重要,目前主要采用铁锡化合物作为中间材料来提高轴承寿命。目前相关文献关于碳钢中碳原子含量对锡原子向铁中的扩散影响还没有报道,本研究对25^(#)和35^(#)钢基体表面进行了一系列热... 巴氏合金与轴承(碳钢)的紧密结合对轴承运行效率至关重要,目前主要采用铁锡化合物作为中间材料来提高轴承寿命。目前相关文献关于碳钢中碳原子含量对锡原子向铁中的扩散影响还没有报道,本研究对25^(#)和35^(#)钢基体表面进行了一系列热镀锡试验,分析了310℃条件下,Fe-Sn反应平衡时间、锡原子扩散系数和扩散厚度等关键指标对锡原子向碳钢中扩散的影响。结果表明,锡原子扩散到碳钢表面的距离随着保温时间的增加而增大,在310℃时,锡原子进入25^(#)钢的扩散系数为6.6×10^(-9),约为35^(#)钢的两倍;碳原子向25^(#)和35^(#)钢表面的扩散距离比与碳钢表面碳浓度商的平方根成反比。此外,Fe_(3)C的键能为-133 eV/atom,而FeSn和Fe_(3)Sn_(2)的键能分别仅为-7.4和-6.9 eV/atom;可知碳原子易与铁原子结合,即碳钢表面碳含量高会阻碍锡原子向钢中扩散。因此,锡原子容易向25^(#)钢表面扩散,25^(#)钢为理想的巴氏合金轴承材料。 展开更多
关键词 巴氏合金 轴承 铁锡化合物 碳钢 锡原子 扩散距离 扩散系数 结合能
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聚环氧琥珀酸衍生物的合成及在天然海水中对碳钢材料的缓蚀性能
3
作者 刘会媛 柳鑫华 +7 位作者 张源 石晓宇 罗宝晶 张红霞 李彦哲 马楠 古林艳 杜嘉瑞 《功能材料》 北大核心 2025年第5期5226-5236,共11页
为了拓宽聚环氧琥珀酸的应用范围,用L-半胱氨酸和氨基乙磺酸对聚环氧琥珀酸改性制备了一种新型聚环氧琥珀酸衍生物(PESA-Lcy-Sea)。将得到的PESA-Lcy-Sea及其四元复配物作为海水介质中Q235碳钢(QCA)材料的缓蚀剂。实验结果表明,当PESA-L... 为了拓宽聚环氧琥珀酸的应用范围,用L-半胱氨酸和氨基乙磺酸对聚环氧琥珀酸改性制备了一种新型聚环氧琥珀酸衍生物(PESA-Lcy-Sea)。将得到的PESA-Lcy-Sea及其四元复配物作为海水介质中Q235碳钢(QCA)材料的缓蚀剂。实验结果表明,当PESA-Lcy-Sea、HAPP、Zn^(2+)和Na_(2)WO_(4)分别为0.65、0.01、0.004和0.04 g/L时,他们之间有着良好的协同缓蚀效果,且缓蚀率可以达到94.59%。PESA-Lcy-Sea四元复配物对阴、阳极反应均有抑制作用,腐蚀电流降低。EIS证明了四元复配物的加入增强了QCA表面电荷转移的阻力。SEM、AFM、XPS和CA检测可知,缓蚀剂通过在Q235钢表面形成保护膜来抑制腐蚀,从而PESA-Lcy-Sea四元复配物有更好的缓蚀效果。研究为天然海水作为冷却水缓蚀剂的开发提供技术支持。 展开更多
关键词 碳钢材料 聚环氧琥珀酸衍生物 天然海水 复合缓蚀剂 表面分析
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枸杞叶提取物在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究
4
作者 郭强强 赵海燕 +1 位作者 石春杰 田会娟 《表面技术》 北大核心 2025年第10期164-172,共9页
目的 开发一种新的植物提取物缓蚀剂,研究其对碳钢的缓蚀作用及机理。方法 以枸杞叶为研究对象,通过超声波辅助提取法制备出提取物(LBLE),采用红外光谱(FTIR)对结构进行表征,运用失重法和电化学方法对碳钢的缓蚀作用进行评估,采用扫描... 目的 开发一种新的植物提取物缓蚀剂,研究其对碳钢的缓蚀作用及机理。方法 以枸杞叶为研究对象,通过超声波辅助提取法制备出提取物(LBLE),采用红外光谱(FTIR)对结构进行表征,运用失重法和电化学方法对碳钢的缓蚀作用进行评估,采用扫描电子显微镜(SEM)对碳钢表面的微观形貌进行分析,并进行热力学和动力学分析。结果 LBLE对温度有较好的适应性,当LBLE质量浓度为800mg/L时,在30~60℃温度范围内,缓蚀率均在90%以上。极化曲线表明,随着LBLE的加入,腐蚀电位正移,且偏移不超过85 mV,LEBE是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂;交流阻抗表明,电荷转移电阻随着LBLE浓度的增大而增大,LBLE缓蚀剂分子通过吸附保护,抑制了电极表面与溶液之间的电荷传递;吸附热力学表明,在30~60℃温度范围内,吸附吉布斯自由能ΔG^(0)均在-30 kJ/mol左右,表明吸附过程为混合型吸附。结论 LBLE是一种高效环保的酸洗缓蚀剂,通过与碳钢表面之间的物理和化学吸附双重作用形成的保护膜有效地抑制了盐酸溶液/碳钢界面的电荷转移,表现出了优异的缓蚀效果,为工业应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 枸杞叶提取物 碳钢 盐酸 缓蚀
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氮杂环类碳钢缓蚀剂的研究进展及在涂层中的应用
5
作者 李辉 杨习雨 +3 位作者 李九龙 关明艺 傅陈晨 黄从树 《涂料工业》 北大核心 2025年第2期76-81,88,共7页
碳钢防腐是当前社会广泛关注的问题。有机缓蚀剂作为一种高效、便捷和低成本的防腐技术广泛应用于涂层中。氮杂环类缓蚀剂因结构可设计性强,缓蚀性能佳的优点成为近年来有机缓蚀剂领域研究的重点。文中主要分析了氮杂环类缓蚀剂的改性... 碳钢防腐是当前社会广泛关注的问题。有机缓蚀剂作为一种高效、便捷和低成本的防腐技术广泛应用于涂层中。氮杂环类缓蚀剂因结构可设计性强,缓蚀性能佳的优点成为近年来有机缓蚀剂领域研究的重点。文中主要分析了氮杂环类缓蚀剂的改性方法以及含咪唑啉环、三唑环、吡啶环和嘧啶环结构缓蚀剂的研究进展,阐述了结构改性对缓蚀剂缓蚀性能的影响规律以及缓蚀剂在涂层中的应用,最后展望了缓蚀剂涂层的发展趋势。 展开更多
关键词 有机缓蚀剂 氮杂环 结构改性 碳钢 防腐涂层
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高钛低碳钢热镀锌起泡原因分析和处理
6
作者 吴灏 陈海燕 +6 位作者 李子斌 李力致 黄杏彪 廖启胜 袁华荣 陈丕茂 佟飞 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期330-337,共8页
在钢铁中加入Ti可以改善钢铁的焊接性能、加工性能等,还可以改善钢铁的微观结果,对合金钢可以起到细化晶粒的作用,但是Ti含量过高,在热镀锌时镀层容易出现空泡缺陷。针对高钛低碳钢的热镀锌出现的空泡缺陷,结合材料显微技术和电化学动... 在钢铁中加入Ti可以改善钢铁的焊接性能、加工性能等,还可以改善钢铁的微观结果,对合金钢可以起到细化晶粒的作用,但是Ti含量过高,在热镀锌时镀层容易出现空泡缺陷。针对高钛低碳钢的热镀锌出现的空泡缺陷,结合材料显微技术和电化学动力学对起泡原因进行深入分析。结果表明:高钛低碳钢由于耐盐酸腐蚀性能较差,在较长时间酸洗时,由于Ti元素可钝化钢铁表面,材料发生点蚀的敏感性高,蚀孔中残留的H+容易作为去极化剂残留于孔内并生成H,在高温热浸镀时H被Fe-Ti晶体所捕获,冷却至常温常压时析放出;H2从狭窄的火山状孔口处释放,使镀层起泡,使镀层起泡。经生产实践验证,高钛钢热镀锌的酸洗时间须要严格控制在2~4 min,可有效消除镀层空泡缺陷。目前我国对含Ti极低碳钢的研究仍较为缺乏,这些结果对减少钢铁的镀层缺陷,提高钢铁镀层的防护性能有一定指导意义。 展开更多
关键词 高钛低碳钢 热镀锌 酸洗 析氢腐蚀 镀层缺陷
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生物质碳量子点在水合盐相变材料中对碳钢缓蚀作用研究
7
作者 夏海明 谢德龙 +2 位作者 孟杨 梅毅 谢于辉 《林产工业》 北大核心 2025年第6期44-50,共7页
以木质素和大豆分离蛋白为前驱体,通过水热法分别合成了两种新型碳量子点(CDs-1和CDs-2),将其作为Q235碳钢在熔融十二水磷酸氢二钠水合盐相变材料中的缓蚀剂,并对其微观结构、表面性能和缓蚀行为进行了研究。结果表明:CDs-1和CDs-2的表... 以木质素和大豆分离蛋白为前驱体,通过水热法分别合成了两种新型碳量子点(CDs-1和CDs-2),将其作为Q235碳钢在熔融十二水磷酸氢二钠水合盐相变材料中的缓蚀剂,并对其微观结构、表面性能和缓蚀行为进行了研究。结果表明:CDs-1和CDs-2的表面有氮、硫元素基团,平均粒径分别为3.25 nm和4.25 nm,碳量子点的阻抗随浓度增大而增大。在200 mg/L的浓度下浸泡24 h,CDs-1的缓蚀效率为64.92%,CDs-2的缓蚀效率为79.58%。 展开更多
关键词 十二水磷酸氢二钠 碳钢 水热法 碳量子点 缓蚀剂
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基于双向原位陶瓷化的高碳钢表面强化综合实验设计
8
作者 赵梓源 张国君 李均明 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第6期98-105,共8页
为了获得兼具高硬度和高结合力的高碳钢表面耐磨陶瓷层,设计了磁控溅射与固体渗碳相结合制备高碳钢表面碳化钨层综合实验。首先采用磁控溅射技术在高碳钢表面沉积金属钨层,然后基于双向原位陶瓷化原理将钨层转变为碳化钨陶瓷层。所制备... 为了获得兼具高硬度和高结合力的高碳钢表面耐磨陶瓷层,设计了磁控溅射与固体渗碳相结合制备高碳钢表面碳化钨层综合实验。首先采用磁控溅射技术在高碳钢表面沉积金属钨层,然后基于双向原位陶瓷化原理将钨层转变为碳化钨陶瓷层。所制备的碳化钨层具有高陶瓷相体积分数、高致密度和锯齿状的膜基界面,这些特点赋予了碳化钨层优异的硬度、结合强度和耐磨性。整个实验流程包括材料制备、物相与组织表征、性能测试等环节,不仅让学生体验了完整的科研过程,而且锻炼了他们的创新思维和实践能力,能够为材料专业复合型科技人才培养提供助力。 展开更多
关键词 高碳钢 表面强化 磁控溅射 固体渗碳 陶瓷层
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基于交流电磁场的碳钢表面分叉裂纹监测技术研究
9
作者 杨会敏 刘伟达 +7 位作者 李伟 王俊龙 袁新安 严宇 徐喆 彭炎 刘子淇 国兆栋 《压力容器》 北大核心 2025年第4期72-81,共10页
针对传统技术在监测多方向裂纹扩展时存在的局限性,提出基于交流电磁场(ACFM)的监测碳钢表面分叉裂纹的方法。通过构建正交线圈激励的交流电磁场模型,实现了对不同长度、深度及角度裂纹的定量评估,提升了对平行于感应电流方向裂纹的监... 针对传统技术在监测多方向裂纹扩展时存在的局限性,提出基于交流电磁场(ACFM)的监测碳钢表面分叉裂纹的方法。通过构建正交线圈激励的交流电磁场模型,实现了对不同长度、深度及角度裂纹的定量评估,提升了对平行于感应电流方向裂纹的监测能力。建立正交激励仿真模型,优化监测激励频率与传感器布局,设计并验证了硬件系统,最终构建分叉裂纹监测系统。结果表明:正交监测方法可准确识别分叉裂纹特征,显著提高监测的可靠性与精度。在不同尺寸裂纹的扩展过程监测中,确定裂纹最大偏离距离为12mm;对于垂直分叉裂纹、45°分叉裂纹和45°折弯裂纹,测得裂纹长度的最大误差为14%,倾斜角的最大误差为6.67%。研究为碳钢表面分叉裂纹的监测提供了技术参考。 展开更多
关键词 碳钢 分叉裂纹 交流电磁场检测 监测技术 定量分析
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氨基酸型缓蚀剂对碳钢CO_(2)腐蚀的缓蚀性能分析
10
作者 闫坤凤 杨江 +3 位作者 赵晓龙 马舒樊 王业飞 杨振 《表面技术》 北大核心 2025年第12期49-60,共12页
目的研究生物基甘氨基酸衍生物系列缓蚀剂,N-辛基甘氨酸钠(OCT)和N-十二烷基甘氨酸钠(DOD)在CO_(2)饱和盐水中对N80碳钢的缓蚀效果。方法合成了2种不同碳链长OCT(C8)和DOD(C1_(2))的甘氨基酸型缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和... 目的研究生物基甘氨基酸衍生物系列缓蚀剂,N-辛基甘氨酸钠(OCT)和N-十二烷基甘氨酸钠(DOD)在CO_(2)饱和盐水中对N80碳钢的缓蚀效果。方法合成了2种不同碳链长OCT(C8)和DOD(C1_(2))的甘氨基酸型缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)对缓蚀剂的结构进行了表征。利用电化学测试(交流阻抗和极化曲线)、失重法、表面分析技术以及量子化学计算,比较了2种缓蚀剂对N80碳钢的缓蚀性能。结果通过光谱确定了OCT和DOD缓蚀剂结构。腐蚀失重和电化学测试结果显示,OCT和DOD缓蚀剂能够提高N80碳钢在CO_(2)饱和盐水中的抗腐蚀性,随着缓蚀剂浓度的增加,其缓蚀效率逐渐提高。在加入100 mg/L DOD时,缓蚀效率超过94%。扫描电镜(SEM)结果显示,添加DOD缓蚀剂后,N80碳钢表面腐蚀程度显著降低。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,OCT和DOD缓蚀剂通过化学吸附作用,在N80碳钢表面形成了保护膜,从而有效延缓了腐蚀过程。量子化学计算结果显示,DOD的最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)之间的能量差较小,表明其具有较高的电子转移能力,更易在钢表面吸附形成保护膜,显著降低了腐蚀速率。结论DOD缓蚀剂具有优异的腐蚀防护效果,且随着碳链长度的增加,甘氨基酸缓蚀剂的缓蚀性能增强,使其在N80碳钢表面易吸附并形成有效的保护膜。因此,碳链长的DOD甘氨基酸型缓蚀剂,其缓蚀效果更好。 展开更多
关键词 N80碳钢 CO_(2)腐蚀 缓蚀剂 电化学 量子化学计算
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不同镀层对碳钢电力接地体的防护性能研究
11
作者 郝越邦 钱晓龙 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第4期58-65,共8页
以碳钢作为基体模拟电力接地体,采用电沉积工艺在碳钢表面分别制备Zn镀层、Zn-Ni合金镀层、Zn-Ni-P合金镀层、Zn-Ni-P/SiO_(2)复合镀层,并研究不同镀层的形貌、物相、导电性能和耐腐蚀性能,以及在土壤模拟液中对碳钢的防护性能。结果表... 以碳钢作为基体模拟电力接地体,采用电沉积工艺在碳钢表面分别制备Zn镀层、Zn-Ni合金镀层、Zn-Ni-P合金镀层、Zn-Ni-P/SiO_(2)复合镀层,并研究不同镀层的形貌、物相、导电性能和耐腐蚀性能,以及在土壤模拟液中对碳钢的防护性能。结果表明:Zn-Ni合金镀层、Zn-Ni-P合金镀层和Zn-Ni-P/SiO_(2)复合镀层的导电性能都符合要求并且物相相同,含有单质Zn相、N_(5)Zn_(21)相和Ni_(3)Zn_(22)相,但它们在土壤模拟液中的耐腐蚀性能以及对碳钢的防护性能存在差异。Zn-Ni-P/SiO_(2)复合镀层在土壤模拟液中的耐腐蚀性能好于Zn镀层、Zn-Ni合金镀层和Zn-Ni-P合金镀层,对碳钢的防护效率接近99%,主要归因于Zn-Ni-P/SiO_(2)复合镀层具有良好的致密性能有效阻隔腐蚀介质,加之复合镀层中掺杂着SiO_(2)颗粒呈分散状态能增大腐蚀阻力并减弱电偶腐蚀效应,因而对碳钢电力接地体起到更好的防护作用。 展开更多
关键词 碳钢电力接地体 防护性能 Zn-Ni-P/SiO_(2)复合镀层
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油水乳化对超临界CO_(2)环境中N80碳钢腐蚀行为的影响
12
作者 杨琦 游家庆 +5 位作者 赵春雨 马召 艾志刚 李德君 曹峰 韩斌虎 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第5期7-14,共8页
在利用高温高压反应釜模拟的超临界CO_(2)/原油/模拟采出水腐蚀环境(CO_(2)压力为9MPa、温度为65℃)中,对N80碳钢进行浸泡腐蚀试验,研究了乳化剂和乳状液含水率对N80碳钢腐蚀速率、腐蚀产物膜微观形貌、腐蚀产物膜元素组成和最大腐蚀深... 在利用高温高压反应釜模拟的超临界CO_(2)/原油/模拟采出水腐蚀环境(CO_(2)压力为9MPa、温度为65℃)中,对N80碳钢进行浸泡腐蚀试验,研究了乳化剂和乳状液含水率对N80碳钢腐蚀速率、腐蚀产物膜微观形貌、腐蚀产物膜元素组成和最大腐蚀深度的影响。通过观察乳化剂加入前后乳状液的形貌,测量原油和模拟采出水在N80碳钢表面接触角的变化,明确油水乳化对超临界CO_(2)腐蚀的影响机理。结果表明:在未添加乳化剂的超临界CO_(2)/原油/模拟采出水体系中N80碳钢的腐蚀速率随着含水率的升高而增大,当含水率小于50%时,N80碳钢发生均匀腐蚀,当含水率大于50%时,N80碳钢发生局部腐蚀;在添加0.5%乳化剂条件下,N80碳钢的腐蚀速率随着含水率的升高而增大,但含水率大于50%后,腐蚀速率变化不大,腐蚀形态都为均匀腐蚀;相同腐蚀环境中,未添加乳化剂条件下N80碳钢的腐蚀速率低于添加0.5%乳化剂条件下的腐蚀速率。乳化剂的加入改变了油水乳状液的性质及其在N80碳钢表面的润湿性,导致N80碳钢在超临界CO_(2)/原油/模拟采出水环境中的腐蚀速率、最大腐蚀深度和腐蚀形貌发生变化。 展开更多
关键词 超临界CO_(2)腐蚀 N80碳钢 乳化 原油 含水率
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基于多物理场耦合的大气环境下碳钢点蚀演化及速率预测模型 被引量：1
13
作者 姜绍飞 林金星 +2 位作者 宋华霖 王威 陈敏文 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期231-237,共7页
为揭示大气环境下碳钢点蚀演化规律,基于电化学腐蚀机理,耦合三次电流分布、物质传递和变形几何多物理场建立碳钢点蚀演化的数值模型。基于此,分析pH值、NaCl浓度和相对湿度(Relative humidity,RH)对点蚀速率的影响并建立点蚀速率预测... 为揭示大气环境下碳钢点蚀演化规律,基于电化学腐蚀机理,耦合三次电流分布、物质传递和变形几何多物理场建立碳钢点蚀演化的数值模型。基于此,分析pH值、NaCl浓度和相对湿度(Relative humidity,RH)对点蚀速率的影响并建立点蚀速率预测模型。研究表明:点蚀形态由初始圆锥形向半球形转变,最后发展成圆柱状;pH值处于6.0~7.0范围内,碳钢点蚀速率出现明显下降,最大降幅为23.96%;NaCl浓度在0.5%~1%(质量分数)时,增加NaCl浓度对点蚀速率提升明显,最大增幅为10%;碳钢点蚀速率在RH为72%~77%内存在极值;点蚀速率预测值与试验值误差在5%以内。以上表明本工作建立的数值模型和预测公式可用于碳钢点蚀演化和速率预测。 展开更多
关键词 点蚀演化 COMSOL MULTIPHYSICS 大气环境 碳钢 腐蚀速率
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硫酸介质中咪唑-4-甲基亚胺基硫脲对碳钢的缓蚀作用 被引量：1
14
作者 文家新 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期123-132,共10页
目的碳钢因其优异的性能被广泛应用于工农业中,为解决碳钢在酸性介质中的腐蚀问题。方法以氨基硫脲和咪唑-4-甲醛为原料合成了Schiff碱化合物咪唑-4-甲基亚胺基硫脲(MIT),采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)及质谱(EI-MS)表征... 目的碳钢因其优异的性能被广泛应用于工农业中,为解决碳钢在酸性介质中的腐蚀问题。方法以氨基硫脲和咪唑-4-甲醛为原料合成了Schiff碱化合物咪唑-4-甲基亚胺基硫脲(MIT),采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)及质谱(EI-MS)表征了其分子结构。将MIT化合物作为H_(2)SO_(4)介质中碳钢的缓蚀剂,分别采用静态失重法、电化学测试及腐蚀形貌分析研究了其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对碳钢的缓蚀性能,通过吸附模型、X-射线光电子能谱(XPS)等方法研究了MIT分子在碳钢表面的吸附行为,采用密度泛函理论(DFT)和分子动力学模拟(MD)方法进行了理论计算研究。结果MIT在H_(2)SO_(4)溶液中对碳钢的缓蚀效率随其添加量的增大而提高,随腐蚀环境温度的提高而下降,293 K下其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中的最佳质量浓度为240 mg/L,对应的缓蚀效率可达95.4%。MIT是一种混合型缓蚀剂,电化学缓蚀机理可解释为“几何覆盖效应”。在碳钢表面的MIT分子吸附属于化学和物理混合吸附(△G_(ads)^(°)=-31.62 kJ/mol,293K),且服从Langmuir吸附定律。结论MIT可有效抑制碳钢在H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀,MIT的合成既为H_(2)SO_(4)溶液中碳钢的腐蚀防护开发了一种有效方法,也为其他酸性介质中碳钢缓蚀剂的开发提供了新思路。 展开更多
关键词 缓蚀作用 硫酸介质 咪唑-4-甲基亚胺基硫脲 碳钢 电化学测试 理论计算
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内置碳钢不锈钢管海洋混凝土柱轴压试验及承载力计算
15
作者 陈宗平 李健成 周济 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期211-219,共9页
为研究不锈钢管海洋混凝土柱及内配碳钢后的轴压力学性能,以型钢类型、螺旋筋间距、纵筋直径为变化参数,完成了10个试件的轴心受压静力加载试验。观察了试件的受力破坏全过程及形态,获取了轴向荷载-位移曲线及各钢材应变曲线,基于试验... 为研究不锈钢管海洋混凝土柱及内配碳钢后的轴压力学性能,以型钢类型、螺旋筋间距、纵筋直径为变化参数,完成了10个试件的轴心受压静力加载试验。观察了试件的受力破坏全过程及形态,获取了轴向荷载-位移曲线及各钢材应变曲线,基于试验实测数据,就各变化参数对试件的轴压承载力、延性、耗能能力和损伤发展的影响规律进行了分析。结果表明:不同试件的破坏形态相似,均表现为不锈钢管局部屈曲压皱,混凝土斜向剪切破坏;内置碳钢可以提高试件的极限承载力、轴压延性和耗能能力,抑制试件的损伤发展;在增加相同用钢量的条件下,增加圆钢管含钢量对试件轴压性能提升幅度最大;基于“复合约束叠加法”推导计算公式所得承载力计算值与试验值吻合良好。 展开更多
关键词 不锈钢管 海洋混凝土 内置碳钢 轴压试验 承载力计算
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一种新型缓蚀剂对碳钢材料的缓蚀性能研究 被引量：3
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作者 付占达 柳鑫华 +6 位作者 王瀛 赵红丽 王磊 夏一鸣 古林艳 杜嘉瑞 王伊然 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期7157-7165,共9页
用硫代甲酰二肼与聚琥珀酰亚胺合成了新型改性聚天冬氨酸(PASP/CD)。其次,使用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(NMR)对PASP/CD进行了结构表征。最后,采用质量法、电化学法、原子力显微镜(AFM)、接触角和扫描电镜及能谱研究了PASP/CD在0.5... 用硫代甲酰二肼与聚琥珀酰亚胺合成了新型改性聚天冬氨酸(PASP/CD)。其次,使用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(NMR)对PASP/CD进行了结构表征。最后,采用质量法、电化学法、原子力显微镜(AFM)、接触角和扫描电镜及能谱研究了PASP/CD在0.5 mol/L盐酸溶液中对碳钢的缓蚀行为。结果表明,PASP/CD作为混合型缓蚀剂,在盐酸溶液中加入PASP/CD后,体系的电荷转移电阻显著增加。PASP/CD的浓度为80 mg/L时缓蚀效率最高,达到91.48%,远高于PASP;与PASP相比,PASP/CD的缓蚀性能受温度的影响较小。AFM图和粗糙度数据可知PASP/CD具有良好的腐蚀抑制性能。发现PASP/CD的缓蚀作用是由于其侧链上的新官能团在钢表面的物理和化学吸附作用成膜的结果。研究为拓宽绿色水处理剂聚天冬氨酸的综合性能提供技术支持。 展开更多
关键词 改性聚天冬氨酸 碳钢 腐蚀 电化学法 表面分析
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一种考虑球体变形的钨球侵彻低碳钢深度计算模型 被引量：2
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作者 刘铁磊 王晓锋 +2 位作者 徐豫新 李永鹏 张健 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1625-1636,共12页
为了研究钨球在高速撞击下的变形行为对侵彻效果的影响,对钨球侵彻半无限低碳钢靶进行试验研究,得到<1600 m/s冲击速度下钨球变形特征和靶板侵彻深度随冲击速度的变化规律。在此基础上构建钨球侵彻塑性变形模型。将钨球变形模型和球... 为了研究钨球在高速撞击下的变形行为对侵彻效果的影响,对钨球侵彻半无限低碳钢靶进行试验研究,得到<1600 m/s冲击速度下钨球变形特征和靶板侵彻深度随冲击速度的变化规律。在此基础上构建钨球侵彻塑性变形模型。将钨球变形模型和球形空腔膨胀阻力模型相结合,建立钨球变形侵彻深度计算模型。对比不同撞击速度下钨球变形侵彻模型、刚性侵彻模型的计算结果。对比结果表明,变形侵彻模型能够更加准确地计算钨球对半无限靶的侵彻深度,计算结果与试验相比最大误差20%(正误差15%,负误差5%),精度较刚性侵彻模型提升42.86%。 展开更多
关键词 钨球 低碳钢 塑性变形 侵彻深度 球形空腔膨胀
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工艺参数对球墨铸铁和低碳钢激光焊接的影响 被引量：1
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作者 洪妙 刘佳 +2 位作者 石岩 张培学 魏登松 《激光技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期54-59,共6页
为了提高球墨铸铁和低碳钢焊接接头力学性能,解决容易开裂的问题,采用激光焊接的方法对球墨铸铁和低碳钢进行焊接,研究了工艺参数对其焊接接头的组织和性能影响。结果表明,随着激光功率逐渐增加或焊接速率的逐渐变缓,试验件抗拉强度呈... 为了提高球墨铸铁和低碳钢焊接接头力学性能,解决容易开裂的问题,采用激光焊接的方法对球墨铸铁和低碳钢进行焊接,研究了工艺参数对其焊接接头的组织和性能影响。结果表明,随着激光功率逐渐增加或焊接速率的逐渐变缓,试验件抗拉强度呈现出先增大后减小的变化趋势;当焊接功率为4250 W和焊接速率为2.4 m/min时,试样件焊接接头的强度处于极值400 MPa;在球墨铸铁侧热影响区内形成3种壳体结构(双壳结构、单壳结构和无核结构);焊缝区组织主要由树枝晶组织、少量的马氏体和莱氏体组织构成;焊缝区存在微裂纹,通过添加镍基材料可获得无裂纹焊缝,并提升抗拉强度约40 MPa,达到母材的95%。该研究对后续球墨铸铁与低碳钢高功率激光焊接工艺优化是有帮助的。 展开更多
关键词 激光技术 激光焊接 球墨铸铁 低碳钢
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丙氨酸衍生物的合成及对碳钢的缓蚀性能研究 被引量：1
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作者 田会娟 赵玥 +1 位作者 郭强强 洪岩 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期111-116,共6页
以丙氨酸为原料制备丙氨酸盐酸盐,再通过酰胺化反应,合成丙氨酸衍生物,采用红外和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征。利用失重法、电化学方法和扫描电镜研究了丙氨酸及丙氨酸衍生物在30℃、0.5 mol/L硫酸介质中对碳钢的缓蚀效果。结果... 以丙氨酸为原料制备丙氨酸盐酸盐,再通过酰胺化反应,合成丙氨酸衍生物,采用红外和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征。利用失重法、电化学方法和扫描电镜研究了丙氨酸及丙氨酸衍生物在30℃、0.5 mol/L硫酸介质中对碳钢的缓蚀效果。结果表明,丙氨酸衍生物由于增加了疏水烷烃长链,缓蚀效果明显优于丙氨酸。失重法和电化学法缓蚀性能测试均表明在丙氨酸衍生物投加量300 mg/L时,缓蚀率即可达到90%以上。缓蚀剂在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型。丙氨酸衍生物在较低质量浓度(50~100 mg/L)时对阳极金属氧化反应起到抑制作用,为阳极型缓蚀剂;在较高质量浓度(200~500 mg/L)时会同时降低阴极析氢反应和阳极金属氧化反应的速率,从而降低整体腐蚀反应的速率,为混合型缓蚀剂。 展开更多
关键词 缓蚀剂 丙氨酸 丙氨酸衍生物 碳钢
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激光诱导击穿光谱(LIBS)技术在低碳钢铁冶金行业的应用 被引量：4
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作者 牛广辉 张业建 林庆宇 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第2期168-175,共8页
激光诱导击穿光谱技术(Laser induced breakdown spectroscopy,简称LIBS)是一种基于激光等离子体的发射光谱技术,具有样品制备简单,分析迅速,多元素同时分析,现场在线和远程分析等独特优势,已在钢铁冶金领域取得了越来越广泛的应用与发... 激光诱导击穿光谱技术(Laser induced breakdown spectroscopy,简称LIBS)是一种基于激光等离子体的发射光谱技术,具有样品制备简单,分析迅速,多元素同时分析,现场在线和远程分析等独特优势,已在钢铁冶金领域取得了越来越广泛的应用与发展。综述了近年来LIBS技术在钢铁冶金领域的应用研究进展,从冶金生产的全流程进行介绍,包括矿石、熔融钢水/铁水、钢铁产品及炉渣和废气分析。同时,还总结了LIBS技术在钢铁冶金领域应用的优点和缺点,并对该技术的应用前景及未来发展方向进行展望。 展开更多
关键词 LIBS 低碳钢铁冶金 元素分析
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