Electroactive conducting polymers for corrosion control

There is an intensive effort underway to develop new corrosion control coatings for structural metals. In part, this effort has been motivated by the desire to replace chromium(VI)-containing coatings currently used for corrosion control of iron and aluminum alloys. Cr(VI) has been shown to be hazardous to the environmental and to human health, and its use in many countries will be sharply curtailed in the coming years. Electroactive conducting polymers (ECPs) represent a class of interesting materials currently being explored for use in corrosion control coating systems, possibly as a replacement for Cr(VI)-based coatings. The electroactivity and the electronic conductivity (or semiconductivity) of ECPs set them apart from traditional organic coatings. As with chromate, interesting and potentially beneficial interactions of ECPs with active metal alloys such as steel and aluminum are anticipated, with concomitant alteration of their corrosion behavior. A review of this active research area will be presented in two parts. Here in Part 1, a general introduction to the topic of corrosion control by ECPs will be presented, including an overview of corrosion and its control by traditional methods, an introduction to ECPs and their properties, and a discussion of the processing issues surrounding the use of ECPs as coatings. Part 1 also includes a review of the literature on the use of ECPs as coatings (or components of coatings) on non-ferrous active metals, principally aluminum and aluminum alloys, although some work on zinc, copper, silver, titanium and silicon will also be described. In Part 2 of this review (to be published in the next issue of this journal), the rather extensive literature on the use of ECPs for the corrosion control of ferrous alloys (steels) will be reviewed. Electronic Publication     

疏水型纳米TiO_2膜的制备、表征及耐蚀性能研究

以乙酰乙酸乙酯(EAcAc)作稳定剂和阻聚剂制备超微TiO2溶胶,用提拉法在AISI316L不锈钢上构筑一层纳米TiO2膜,经水热后处理有效消除膜中的龟裂现象,经氟硅烷基化制备成疏水型纳米TiO2膜.用胶粒分布仪测定溶胶颗粒分布,接触角测试仪测定表面疏水性、XRD、SEM表征膜的形貌、结构,电化学线性极化法测定疏水型纳米TiO2膜在模拟体液(Ringer溶液)中的电化学行为.结果表明:TiO2膜呈多孔有序纳米膜,颗粒分布均匀,粒径约为15～18nm,厚度约375nm,TiO2为锐钛矿型,疏水型纳米膜可使不锈钢腐蚀电流降低3个数量级,其耐腐蚀性大幅度提高.     

金属腐蚀监测的光波导传感方法研究

本文提出一种用于金属腐蚀监测的光波导传感方案 ,用金属膜层局部取代光波导的介质包层 ,构成腐蚀敏感膜 ,从而获取金属腐蚀信息 .依据波导理论选用 72 1比色皿上的石英玻璃作为光波导材料 ,利用电化学方法在波导材料内表面上形成Fe C合金腐蚀敏感膜 ,并用XRD、EDX等对膜层结构进行分析 .在电化学腐蚀膜的同时 ,用光学方法记录光波导输出光功率的变化 ,实验结果表明电化学方法与光学方法获取的腐蚀信息同步 ,证实了所提传感方案可行     

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯类离子液体 对Q235钢的缓蚀性能

以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为母体、 对氯甲基苯乙烯为季铵化试剂, 合成了一种具有疏水结构的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯型离子液体(DEMA). 通过失重实验、 电化学分析、 原子力显微镜(AFM)、 接触角测试和量子化学计算等研究了DEMA在1 mol/L盐酸中对Q235钢的缓蚀性能, 并揭示了其在Q235钢表面的吸附行为和吸附机理. 失重实验结果表明, DEMA在盐酸中对Q235钢具有优异的缓蚀效果, 且在较高温度(60 ℃)下也能保持高效吸附; 电化学实验结果与失重测试结果一致; 接触角测试结果表明, DEMA可明显增强Q235钢表面的疏水性; 分析热力学参数可知, DEMA在Q235钢表面的吸附为自发、 放热过程, 符合Langmuir等温式, 且以化学吸附为主; 量子化学计算结果证实DEMA的结构中包含大量吸附活性位点.     

硅烷改性纳米ZrO2对镁锂合金表面环氧树脂涂层耐蚀性能的影响

采用涂覆法在镁锂合金表面制备了含双-[3-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(KH-69硅烷)改性纳米ZrO₂的环氧树脂涂层. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)等手段表征了该涂层. 考察了KH-69硅烷改性纳米ZrO₂浓度对环氧树脂涂层耐蚀性能的影响. 结果表明, KH-69硅烷改性纳米ZrO₂能显著提高镁锂合金表面环氧树脂涂层的耐腐蚀性能, 其中1.0%(质量分数) KH-69硅烷改性纳米ZrO₂环氧树脂涂层具有较好的耐蚀性能. 在NaCl溶液中浸渍528 h后的低频阻抗值为1.6×10⁹ Ω·cm², 相比在NaCl溶液中浸渍240 h的纯环氧树脂涂层提高约5个数量级.     

提升化学学科核心素养的高中化学教学——以“金属的防护”为例

针对人教版选修1《化学反应原理》第4章第3节“金属的腐蚀与防护”课时2“金属的防护”进行教学实践探索,融合STEM教育理念促进知识与社会生活结合。选用任务情境“家用电热水器碳钢内胆防腐”,通过实验探究构建起电化学防护的认知模型,再将模型应用于实际生产生活问题的解决,进行热水器内胆的防腐设计。在真实情境问题的解决中,将知识、方法、应用等3者融合,培养学生的问题意识和创新思维,逐步内化并表现出化学学科核心素养。     

复杂阴极保护体系三维有限元建模研究

滨海电厂常以天然海水作冷却水,其碳钢水室和钛管凝汽器在实施阴极保护过程中,要求钢电位应低于-0.85V(vs.SCE),电位过正则碳钢保护不足,而钛的电位则须高于-0.75V(vs.SCE),电位过负则易使钛管发生氢脆损伤.研究牺牲阳极阴极保护,需先得出两种金属在阴极保护过程中的电位分布.本文在设计室建立碳钢水室钛管模型,根据该实验体系阴极保护过程的(稳态极化和恒电流极化)测定获得两种金属有效的边界条件,用有限元(FEM)计算在一个牺牲阳极阴极保护状态得到三维电位分布.计算结果和测量结果基本一致,为优化阴极保护设计提供了理论依据.     

高超声速飞行器热防护材料与结构的研究进展

高超声速飞行器是航空航天的一个重要发展方向,在未来国防安全中起着重要作用．高超声速飞行器热防护材料与结构是高超声速飞行器设计与制造的关键技术之一,它关系到飞行器的安全．高超声速飞行器热防护材料与结构主要有金属TPS热防护系统、超高温陶瓷、C/C复合材料等．从材料制备、抗氧化、力学与物理性能表征等方面综述了热防护材料与结构的研究与应用现状,评述了其发展趋势．     

基于SRLG不相关的共享保护算法的研究

通过对共享保护算法的深入分析,使用K条最短路和迭代思想的方法,提出了两种共享风险链路组不相关的共享保护算法,并在仿真平台上对两种算法的性能进行了仿真.KWFF算法借鉴了传统的K条最短路策略,并且在每一个波长平面上,都对新到业务进行了K条工作路由的计算,极大挖掘了网络中潜在的波长资源.而IFF算法由于引入了迭代的思想,避免了共享风险链路组问题中,所特别有“陷阱”问题的出现,并且利用两套权重计算公式,在计算工作路由和保护路由的时候,充分考虑了网络资源的实时变化情况.通过仿真数据可以看到,与以往算法相比,KWFF和IFF算法大大降低了网络阻塞率,并且提高了网络资源的使用效率.     

环保节水型冷却塔的研究

综合湿式冷却塔有热交换效率高且造价低而空气冷却器无水蒸发等特点,提出了环保节水型冷却塔.对该新型塔进行了理论分析,对塔内换热、气动力性能等进行了数值计算,对塔内空气换热器和填料层间的冷却负荷以及与风机性能等进行了耦合匹配,结合北方气候条件的计算分析表明新型塔确有良好的节水和环保效果.