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第1章 材料的腐蚀与防护概述1

1.1 材料的腐蚀1

1.1.1 材料腐蚀含义1

1.1.2 腐蚀现象特点1

1.2 材料腐蚀与防护在国民经济中的作用2

1.3 材料腐蚀的分类3

1.3.1 按腐蚀环境和因素分类3

1.3.2 按腐蚀形貌分类3

1.3.3 按反应机理分类3

1.3.4 按材料、设备种类分类3

1.4 材料防护的基本途径6

1.4.1 防腐蚀技术基本思路6

1.4.2 材料／环境界面技术6

1.4.3 电化学保护技术8

1.4.4 阴极保护8

1.4.5 阳极保护11

1.5 牺牲阳极材料11

1.5.1 镁和镁合金13

1.5.2 锌和锌合金15

1.5.3 铝和铝合金17

参考文献18

第2章 金属腐蚀的基本原理19

2.1 化学腐蚀和电化学腐蚀19

2.1.1 化学腐蚀19

2.1.2 电化学腐蚀20

2.2 腐蚀损伤与破坏形式27

2.2.1 全面腐蚀27

2.2.2 局部腐蚀27

2.3 金属腐蚀程度的表示方法与金属耐蚀性评定31

2.3.1 均匀腐蚀的腐蚀程度与评定方法31

2.3.2 局部腐蚀的腐蚀程度与评定方法32

2.4 环境的腐蚀性33

2.4.1 大气腐蚀33

2.4.2 海水腐蚀35

2.4.3 土壤腐蚀36

2.4.4 微生物腐蚀38

2.5 影响腐蚀的主要因素39

2.5.1 冶金因素对腐蚀的影响39

2.5.2 环境因素对电化学腐蚀的影响40

2.5.3 其他因素41

参考文献41

第3章 牺牲阳极保护方法42

3.1 牺牲阳极法阴极保护原理42

3.1.1 电极电位和电偶序42

3.1.2 电极反应44

3.1.3 极化曲线和极化图46

3.1.4 电位-pH图48

3.2 牺牲阳极法阴极保护的特点48

3.2.1 牺牲阳极法阴极保护48

3.2.2 牺牲阳极法阴极保护特点48

3.3 牺牲阳极法阴极保护的主要参数49

3.3.1 保护电位和保护电位范围49

3.3.2 保护电流密度51

3.3.3 保护度和保护效率52

3.4 阴极保护测试方法53

3.4.1 电位测试方法53

3.4.2 电流测试方法55

3.4.3 电阻测试方法57

参考文献60

第4章 Al-Zn-In系牺牲阳极材料61

4.1 Al-Zn-In系阳极材料的合金化61

4.1.1 合金化原则63

4.1.2 合金元素的选择64

4.2 Al-Zn-In-Mg-Ti-（Ce,Mn,Si）牺牲阳极材料65

4.2.1 不同铟含量铝合金阳极材料电化学性能66

4.2.2 Mg、Ti对铝阳极合金电化学性能的影响69

4.2.3 Ce、Mn、Si对合金组织与电化学性能的影响72

4.3 Al-Zn-In-Mg-Ti-（Ce、Mn、Si）合金中的偏析相86

4.3.1 铸态合金XRD分析86

4.3.2 SEM及EDAX分析86

4.3.3 时效合金XRD分析89

4.3.4 合金TEM及SAED分析90

4.4 偏析相对Al-Zn-In-Mg-Ti-（Ce、Mn、Si）合金腐蚀行为的影响97

4.4.1 偏析相合金及模拟合金的制备97

4.4.2 偏析相合金的XRD分析98

4.4.3 偏析相合金电化学性能分析99

4.4.4 模拟合金腐蚀形貌分析100

4.4.5 合金原位腐蚀形貌分析100

4.5 Al-Zn-In系合金在NaCl溶液中腐蚀形貌及电化学阻抗谱106

4.5.1 铝合金阳极材料溶解机理106

4.5.2 合金在NaCl溶液中的腐蚀形貌109

4.5.3 点蚀111

4.5.4 溶解-再沉积113

4.5.5 合金热力学分析116

4.5.6 合金腐蚀过程中电化学阻抗谱分析118

4.6 Al-Zn-In系合金腐蚀机理124

4.6.1 合金元素作用124

4.6.2 偏析相的影响126

4.6.3 活化机理126

4.6.4 溶解过程127

参考文献128

第5章 Al-Zn-Sn系牺牲阳极材料129

5.1 Al-Zn-Sn系阳极材料的合金化及合金元素的选择129

5.2 Al-Zn-Sn系阳极材料的设计130

5.2.1 Al-Zn-Sn系阳极材料的种类130

5.2.2 Al-Zn-Sn-Ga阳极材料131

5.2.3 Al-Zn-Sn-Ga-Bi阳极材料142

5.2.4 Al-Zn-Sn-Ga-Mg阳极材料146

5.3 Al-Zn-Sn系阳极材料组织与性能的关系149

5.3.1 晶粒度对阳极材料电化学性能的影响149

5.3.2 第二相对阳极材料电化学性能的影响160

5.4 Al-Zn-Sn-Ga合金在NaCl溶液中的腐蚀行为168

5.4.1 合金在NaCl溶液中的腐蚀形貌演变168

5.4.2 合金在NaCl溶液中的电化学阻抗171

5.4.3 合金腐蚀模型175

5.5 Al-Zn-Sn-Ga合金的点蚀行为179

5.5.1 Al-Zn-Sn-Ga合金循环极化曲线179

5.5.2 Al-Zn-Sn-Ga合金点蚀形貌181

5.5.3 Al-Zn-Sn-Ga合金点蚀机理183

参考文献189

第6章 铝基阳极材料的热、冷加工191

6.1 热处理工艺与合金的组织性能191

6.1.1 Al-Zn-In-Mg-Ti-Si合金191

6.1.2 Al-Zn-Sn合金201

6.2 热、冷变形与合金的组织与性能210

6.3 变形再结晶与Al-Zn-Sn-Ga-Bi合金的组织性能213

6.3.1 再结晶温度Tm及临界变形量Ψ213

6.3.2 变形合金电化学性能216

6.3.3 变形合金显微组织218

参考文献221

第7章 铝合金牺牲阳极保护的应用222

7.1 工程用铝合金牺牲阳极保护222

7.1.1 船体用铝合金牺牲阳极224

7.1.2 储罐内用铝合金牺牲阳极224

7.1.3 港工和海洋工程设施用铝合金牺牲阳极226

7.1.4 海水冷却系统用铝合金牺牲阳极227

7.1.5 压载水舱用铝合金牺牲阳极228

7.1.6 埋地管线用铝合金牺牲阳极230

7.1.7 牺牲阳极的组装与钢芯231

7.2 铝合金牺牲阳极保护设计231

7.2.1 铝合金牺牲阳极的选择232

7.2.2 阴极保护的设计计算232

7.3 牺牲阳极安装和保护效果检测241

7.3.1 阳极的分布与安装241

7.3.2 保护效果检测243

参考文献247