本書是一本介紹非晶納米晶涂層制備與腐蝕研究的學(xué)術(shù)專著，全書圍繞非晶納米晶涂層應(yīng)用的各類腐蝕環(huán)境，結(jié)合筆者十多年的工作積累，系統(tǒng)總結(jié)而成，具有一定的理論性，又不失實用性。全書主要介紹非晶合金腐蝕性能、非晶納米晶涂層的制備方法、不同介質(zhì)中的腐蝕行為、沖刷腐蝕和空泡腐蝕規(guī)律、載荷作用下的腐蝕性能特征以及涂層夾雜相局域溶解計算方法等內(nèi)容，另外還概括了非晶納米晶涂層腐蝕相關(guān)領(lǐng)域的研究進展和發(fā)展概況。
本書內(nèi)容屬于材料科學(xué)研究領(lǐng)域，包含了材料、電化學(xué)、力學(xué)多個學(xué)科的交叉與融合，可供從事相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的本科生、研究生、教師和研究人員參考使用。
第1章 非晶合金概述 001
1.1非晶合金 001
1.1.1非晶態(tài)合金與金屬玻璃 001
1.1.2鐵基非晶態(tài)合金 003
1.1.3腐蝕與電化學(xué) 004
1.1.4鐵基非晶態(tài)合金耐蝕性能 008
1.2鐵基非晶納米晶涂層制備 009
1.2.1鐵基非晶涂層 010
1.2.2超音速火焰（HVOF）噴涂原理 010
1.2.3高速三電極等離子噴涂 013
1.2.4活性燃燒高速燃?xì)猓ˋC-HVAF）噴涂原理 014
1.3鐵基非晶納米晶涂層性能 015
1.3.1鐵基非晶態(tài)合金的力學(xué)性能 015
1.3.2鐵基非晶涂層的耐蝕性 016
1.3.3鐵基非晶涂層的研究及應(yīng)用 017
參考文獻 018
第2章 非晶合金腐蝕性能 022
2.1非晶合金在中性和酸性溶液中腐蝕 022
2.1.1非晶合金制備 023
2.1.2非晶結(jié)構(gòu)表征 026
2.1.3電化學(xué)腐蝕行為 027
2.1.4鈍化膜的電子特征 032
2.1.5鈍化膜的成分和結(jié)構(gòu)表征 034
2.1.6AFM表面形貌觀察 040
2.1.7非晶合金鈍化特征及腐蝕機理 041
2.2成分影響非晶合金腐蝕性能 048
2.2.1非晶條帶制備 049
2.2.2條帶的非晶結(jié)構(gòu)表征 050
2.2.3硬度的影響 051
2.2.4電化學(xué)腐蝕行為 052
2.2.5鈍化膜表征 053
2.2.6合金元素與耐蝕性及硬度的關(guān)系 054
參考文獻 058
第3章 非晶納米晶涂層制備 063
3.1HVOF噴涂非晶涂層制備 063
3.1.1HVOF噴涂涂層制備過程 064
3.1.2涂層噴涂結(jié)構(gòu)和形貌表征 065
3.1.3涂層物相分析 066
3.1.4涂層顯微硬度 068
3.1.5電化學(xué)腐蝕行為 069
3.1.6HVOF噴涂參數(shù)影響 070
3.1.7非晶結(jié)構(gòu)對腐蝕性能的影響 072
3.1.8HVOF噴涂參數(shù)對硬度的影響 073
3.2AC-HVAF非晶涂層制備 074
3.2.1AC-HVAF非晶涂層制備過程 075
3.2.2制備工藝對非晶涂層結(jié)構(gòu)特征的影響 076
3.2.3厚度對非晶涂層性能的影響 081
3.2.4AC-HVAF WC涂層結(jié)構(gòu)和性能研究 083
3.3HVOF法和AC-HVAF法制備非晶納米晶涂層比較 086
3.3.1非晶結(jié)構(gòu)特征 086
3.3.2耐蝕性特征 087
3.3.3硬度特征 089
3.4封孔處理對HVOF非晶納米晶涂層腐蝕性能的影響 089
3.4.1封孔涂層制備 090
3.4.2封孔涂層的微觀結(jié)構(gòu)特征 091
3.4.3封孔涂層的硬度 092
3.4.4電化學(xué)腐蝕行為 093
3.4.5長期浸泡腐蝕EIS特征 096
3.4.6Mott-Schottky曲線特征 099
3.4.7均勻腐蝕與點蝕作用 101
參考文獻 104
第4章 非晶納米晶涂層腐蝕性能 107
4.1HVOF非晶納米晶涂層在NaCl溶液中腐蝕 107
4.1.1HVOF非晶涂層 107
4.1.2涂層微觀結(jié)構(gòu)表征 108
4.1.3涂層在NaCl介質(zhì)中的電化學(xué)腐蝕行為 111
4.1.4腐蝕形貌分析 115
4.1.5鈍化膜成分XPS分析 115
4.1.6涂層缺陷對腐蝕抗力的影響 116
4.1.7成分對鈍化性能的影響 118
4.1.8非晶結(jié)構(gòu)對腐蝕性能的影響 119
4.2HVOF非晶納米晶涂層在H2SO4溶液中的腐蝕 120
4.2.1非晶涂層組織與結(jié)構(gòu)特征 120
4.2.2非晶涂層在NaCl和H2SO4溶液中的鈍化行為 122
4.2.3非晶涂層在H2SO4溶液中的鈍化膜特征 124
4.3AC-HVAF非晶納米晶涂層在AlCl3溶液中腐蝕 127
4.3.1AC-HVAF非晶涂層的制備 127
4.3.2非晶涂層在AlCl3溶液中的腐蝕行為 127
4.4AC-HVAF非晶納米晶涂層在酸中的腐蝕 129
4.4.1非晶涂層在H2SO4中的腐蝕行為 129
4.4.2非晶涂層在HNO3中的腐蝕行為 130
4.4.3非晶涂層在HAc中的腐蝕行為 132
4.5AC-HVAF非晶納米晶涂層在壓裂液中的腐蝕 134
4.5.1套管鋼在壓裂液中的電化學(xué)腐蝕行為 135
4.5.2硬質(zhì)合金在壓裂液中的電化學(xué)腐蝕行為 143
4.5.3AC-HVAF涂層在壓裂液中的電化學(xué)腐蝕行為 146
4.5.4AC-HVAF涂層在壓裂液中腐蝕機理研究 147
4.5.5非晶涂層鈍化膜成分分析 149
4.6AC-HVAF非晶納米晶涂層在三元復(fù)合驅(qū)溶液中的腐蝕行為 152
4.6.1不同溫度對腐蝕性能的影響 152
4.6.2不同堿濃度對腐蝕性能的影響 153
4.6.3不同表面活性劑濃度對腐蝕性能的影響 154
4.6.4不同聚合物濃度對腐蝕性能的影響 154
4.6.5不同配比的ASP溶液對腐蝕性能的影響 155
4.7AC-HVAF非晶納米晶涂層鹽霧腐蝕行為 155
4.7.1非晶納米晶涂層鹽霧腐蝕行為 156
4.7.2鹽霧腐蝕試驗形貌分析 156
4.8AC-HVAF非晶納米晶涂層電偶腐蝕 158
4.8.1電偶對在浸泡時的腐蝕行為 159
4.8.2不同陰 陽極面積比對電偶腐蝕的影響因素 159
4.8.3溫度對電偶腐蝕的影響 161
4.9AC-HVAF非晶納米晶涂層高溫腐蝕性能 162
4.9.1常溫和高溫二氧化碳腐蝕 163
4.9.2溫度對非晶納米晶涂層電化學(xué)腐蝕的影響 164
4.9.3Cl-濃度對非晶納米晶涂層電化學(xué)腐蝕的影響 165
4.9.4高溫二氧化碳腐蝕性能分析 165
參考文獻 169
第5章 非晶納米晶涂層沖刷腐蝕性能 172
5.1沖刷腐蝕研究 172
5.1.1摩擦磨損 172
5.1.2沖刷腐蝕 173
5.1.3沖刷腐蝕影響因素 174
5.1.4沖刷腐蝕研究方法 176
5.1.5沖刷腐蝕損傷的防護研究 177
5.2HVOF非晶納米晶涂層在海水中沖刷腐蝕研究 180
5.2.1HVOF非晶涂層沖刷腐蝕影響因素 181
5.2.2沖刷腐蝕形貌和表面粗糙度分析 183
5.2.3鈍化膜在沖刷腐蝕過程中的作用 185
5.2.4硬度對沖刷腐蝕速率的影響 186
5.2.5沖刷腐蝕機理 186
5.2.6沖刷與腐蝕交互作用 187
5.3AC-HVAF非晶納米晶涂層在海水中沖刷腐蝕研究 188
5.3.1AC-HVAF和HVOF非晶涂層性能特征 190
5.3.2AC-HVAF非晶涂層電化學(xué)腐蝕行為 191
5.3.3AC-HVAF非晶涂層沖刷腐蝕行為 194
5.4AC-HVAF非晶納米晶涂層在壓裂介質(zhì)中沖刷腐蝕研究 199
5.4.1AC-HVAF非晶涂層在壓裂液中沖刷腐蝕影響因素 201
5.4.2沖刷腐蝕條件下的電化學(xué)腐蝕行為 207
5.4.3壓裂液中材料沖刷腐蝕臨界流速研究 211
5.4.4沖刷腐蝕形貌及機理 214
參考文獻 224
第6章 非晶納米晶涂層空泡腐蝕性能 229
6.1空泡腐蝕 229
6.1.1空泡腐蝕影響因素 230
6.1.2空泡腐蝕研究方法 230
6.2HVOF非晶涂層在海水介質(zhì)中的空泡腐蝕性能 232
6.2.1HVOF非晶涂層空泡腐蝕失重 233
6.2.2HVOF非晶涂層空泡腐蝕損傷形貌 234
6.2.3HVOF非晶涂層空泡腐蝕機理 234
6.3AC-HVAF非晶涂層在壓裂液中的空泡腐蝕性能 235
6.3.1空泡腐蝕失重 236
6.3.2空泡腐蝕條件下電化學(xué)腐蝕行為 241
6.3.3空泡腐蝕對腐蝕的影響 245
6.3.4腐蝕對空泡腐蝕的影響 246
6.3.5硬度和耐蝕性對空泡腐蝕性能的影響 247
6.3.6空泡腐蝕形貌及機理 248
參考文獻 258
第7章 載荷作用下非晶納米晶涂層腐蝕性能 261
7.1力學(xué)作用下涂層腐蝕性能 261
7.1.1外載荷作用對非晶涂層腐蝕的影響 261
7.1.2殘余應(yīng)力對非晶涂層腐蝕的影響 262
7.1.3外載荷和腐蝕耦合作用對非晶涂層性能的影響 264
7.2殘余應(yīng)力作用下AC-HVAF非晶納米晶涂層腐蝕行為 264
7.2.1不同殘余應(yīng)力非晶涂層制備 264
7.2.2應(yīng)力涂層非晶特征 265
7.2.3殘余應(yīng)力涂層電化學(xué)腐蝕行為 267
7.2.4殘余應(yīng)力涂層浸泡腐蝕行為 269
7.2.5應(yīng)力涂層鈍化穩(wěn)定性 271
7.3恒載荷作用下AC-HVAF非晶納米晶涂層腐蝕行為 275
7.3.1恒載荷試樣制備 275
7.3.2非晶納米晶涂層恒載荷作用下腐蝕行為 276
7.3.3非晶涂層恒載荷作用下腐蝕斷裂行為 281
7.4動載荷作用下AC-HVAF非晶納米晶涂層腐蝕行為 286
7.4.1慢拉伸涂層制備 286
7.4.2非晶涂層在動載荷作用下的腐蝕行為 287
7.4.3非晶涂層在動應(yīng)變作用下的腐蝕行為 289
7.4.4非晶涂層在慢拉伸作用下的腐蝕斷裂行為 291
參考文獻 294
第8章 非晶納米晶涂層夾雜相局域溶解計算 296
8.1第一性原理概述 296
8.1.1密度泛函理論 297
8.1.2平面波與贗勢方法 300
8.2分子動力學(xué)模擬概述 301
8.2.1分子動力學(xué)基本思想 302
8.2.2分子運動方程式的數(shù)值解法 302
8.2.3原子作用力的計算方法 304
8.2.4周期性邊界條件 305
8.2.5分子動力學(xué)積分步長的選取 305
8.2.6力場 305
8.2.7系綜簡介 307
8.3氧化物夾雜相局域溶解第一性原理計算 307
8.3.1非晶涂層點蝕機理 307
8.3.2夾雜相局域溶解 308
8.3.3計算模型與方法 309
8.3.4晶格結(jié)構(gòu) 310
8.3.5結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 311
8.3.6重疊聚居數(shù)分析 311
8.3.7態(tài)密度分析 312
8.4氧化物夾雜相局域溶解分子動力學(xué)計算 313
8.4.1計算機模擬方法 314
8.4.2電化學(xué)行為 314
8.4.3局域腐蝕形貌 317
8.4.4局域溶解分子動力學(xué)模擬 318
8.4.5氧化物夾雜局域溶解機理 323
8.5非晶納米晶涂層多尺度仿生結(jié)構(gòu)調(diào)控和腐蝕性能 325
8.5.1非晶納米晶仿生疏水涂層構(gòu)筑 325
8.5.2非晶納米晶仿生疏水涂層耐蝕性能 326
參考文獻 328
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