磁场对铁局部腐蚀自催化过程的影响

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51571138
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The effects of magnetic field on auto-catalysis processes involved in typical localized corrosion systems for iron in aqueous solutions will be investigated, aiming at elucidating the effects of magnetic field on element reactions and their coupling systems in localized corrosion growth stage. The effects of magnetic field on typical pitting corrosion and crevice corrosion systems for iron in natural and industrial environments are emphasized. Anodic and cathodic reactions on the bulk and the corrosion cavity surfaces and their coupling systems in auto-catalysis processes in the presence or absence of magnetic field will be measured. Based on the selective effects of magnetic fields on reactions under various types of rate-determining steps, the contribution of interface reactions and rate-determining steps in auto-catalysis process on anodic dissolution will be clarified. The effects of magnetic field on electron transfer and mass transport steps and the resulted change of localized corrosion growth are studied. A new localized corrosion mitigation approach based on improving the penetrating efficiency of inhibitors under magnetic field gradient force will be explored. For getting deterministic results of magnetic field on localized corrosion growth stage, electrochemical measurements, immersion tests, simulating pitting corrosion and crevice corrosion tests, and simulated occluded cells as well as the monitoring of local electrochemical states and solution compositions are designed to exhibit the key features of auto-catalysis process. The research outcome will be used as the theoretical basis for the evaluation of service performance of steel structures under magnetic fields. It is also expected that the results will serve for the development of a new approach for mitigating localized corrosion and the new clues for the fundamental mechanisms of localized corrosion.
研究磁场对铁典型局部腐蚀体系自催化过程的影响,阐明磁场影响局部腐蚀发展基元过程及其耦合体系的科学规律。以铁在自然和工业环境中点腐蚀及缝隙腐蚀为重点,研究磁场对自催化过程中本体、局部环境中阴极与阳极反应的影响,以及对局部腐蚀内、外部反应耦合场的作用。利用磁场对不同类型速率控制步骤的选择性作用,明确自催化过程中界面反应类型与速率控制过程对局部阳极溶解的影响机制,分析磁场作用下局部和宏观体系电子转移与物质传输步骤对局部腐蚀发展的影响,探索利用磁场梯度力效应调控缓蚀剂穿透效率以抑制局部腐蚀的新途径。研究中将采用有、无磁场下的电化学测试、模拟点腐蚀和模拟缝隙腐蚀试验以及局部闭塞电池,配合局部电化学状态与溶液组成监测技术,强化自催化阶段的影响以得到磁场作用的确定性结果。研究结果将为磁场作用下钢铁材料的服役性能评价提供理论依据,为发展应用磁场调控局部腐蚀提供参考,并为解析局部腐蚀机理提供基础信息。

结项摘要

在电磁设备、输电线路和电气化铁路等设施附近的金属构件受到感应磁场和腐蚀环境的共同作用,需明确磁场对局部腐蚀的影响。本工作研究恒稳磁场对金属局部腐蚀基本过程-自催化过程的作用规律,分析阳极反应类型、点蚀形貌以及速率控制步骤与磁场耦合作用的结果。研究了磁场对铁在含氧化剂(钝化剂)或缓蚀剂的氯化钠溶液以及含氯离子的酸性、中性、弱碱性、碱性溶液中阳极反应和局部腐蚀形貌的影响。发现铁电极表面感应磁场的不均匀分布会导致溶解局部加速或减缓,不均匀电极表面会阻碍活化-钝化转变过程。铁电极水平朝上放置时磁场对阳极过程影响最大,竖直放置时其次,水平朝下放置时影响最小。铁在含亚硝酸根或者钼酸根离子中性氯化钠溶液中:磁场降低稳态钝化电流而使钝化膜更稳定,如果电极整体处于钝态只是局部区域出现点蚀,电流主要来自于点蚀处,点蚀坑内部环境相对闭塞自催化效应显著时,磁场会通过加速点蚀坑内外的传质过程,阻碍自催化效应,抑制点蚀发展;而当电极表面点蚀数目多、且连片,且点蚀坑敞开性强有利于蚀坑内外传质过程时,磁场增大电流密度而加速点蚀发展;在点蚀电位区极化时间延长使自催化效应增强时,磁场干扰自催化作用而阻碍点蚀发展的作用更显著。磁场增大车轴钢在含氯离子弱碱性碳酸氢钠溶液中动电位扫描极化曲线中预钝化区的电流密度,但降低其过钝化电位区恒电位极化下时的电流密度;在极化曲线钝化区中恒电位极化时会出现点蚀,且磁场使初始电流密度增大并增加点蚀数目。磁场减小铁在含氯离子碱性碳酸钠溶液中阳极极化曲线中钝化区的电流密度,增大慢速扫描极化曲线中过钝化区的电流密度,而减小快速扫描时过钝化区的电流密度。通过分析磁场对发生点蚀金属的本体表面的宏观磁电化学交互作用作用,与对蚀坑底部微观磁电化学交互作用之间的耦合作用在理论上说明了磁场对点蚀的影响机理。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
磁场对铁在高氯酸钠溶液中不同电位下阳极电流的影响
  • DOI:
    10.1002/cbic.201600485
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    腐蚀与防护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡爽巍;宁飞;唐元杰;张锟;崔同明;马佳荣;吕战鹏
  • 通讯作者:
    吕战鹏
磁场对铁在含亚硝酸根的氯化钠溶液中不同电位下极化电流的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    腐蚀与防护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈珍;吕战鹏;肖茜;陈俊劼
  • 通讯作者:
    陈俊劼
Effect of magnetic field on anodic dissolution of nickel in an alkaline solution with chloride ions
磁场对镍在含氯离子的碱性溶液中阳极溶解的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ECS Transcation
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sichun Ling;Yibo Jia;Fei Ning;Hongjuan Li;Qian Xiao;Zhanpeng Lu
  • 通讯作者:
    Zhanpeng Lu
Magnetoelectropolishing treatment for improving the oxidation resistance of 316L stainless steel in pressurized water reactor primary water
磁电解抛光处理提高316L不锈钢在压水堆原水中的抗氧化能力
  • DOI:
    10.1016/j.jnucmat.2019.03.028
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Nuclear Materials
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Xiao Qian;Lu Zhanpeng;Chen Junjie;Ma Jiarong;Xiong Qi;Li Hongjuan;Xu Jian;Shoji Tetsuo
  • 通讯作者:
    Shoji Tetsuo
磁场对铁在磷酸溶液中不同电位下阳极电流的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    腐蚀与防护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐元杰;宁飞;张锟;董海英;吕战鹏;蔡爽巍;凌思纯;马佳荣;崔同明
  • 通讯作者:
    崔同明

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其他文献

模拟压水堆一回路水中预充氢对316L不锈钢氧化膜的影响
  • DOI:
    10.11973/fsyfh-202106001
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    腐蚀与防护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔同明;蔡爽巍;宁飞;张锟;马佳荣;吕战鹏;王东辉;钟志民
  • 通讯作者:
    钟志民
不同氧含量高温水中低合金钢/不锈钢堆焊层的氧化膜特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    腐蚀与防护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊琪;李红娟;吕战鹏;彭浩;陈俊劼;茹祥坤
  • 通讯作者:
    茹祥坤
镍基合金堆焊层在除氧和含氢高温水中氧化膜的性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    腐蚀与防护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾一波;凌思纯;吕战鹏;马佳荣;熊琪;李红娟;陈俊劼;李双燕;张茂龙
  • 通讯作者:
    张茂龙
Hydrogen-enhanced oxidation of ferrite phase in stainless steel cladding and the contribution to stress corrosion cracking in deaerated high temperature water
不锈钢熔覆层铁素体相的氢强化氧化及其在脱气高温水中应力腐蚀开裂的贡献
  • DOI:
    10.1016/j.jnucmat.2021.153209
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Nuclear Materials
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    崔同明;董海英;许鑫和;马佳荣;吕战鹏;唐元杰;潘登;Sergio Lozano-Perez;Tetsuo SHOJI
  • 通讯作者:
    Tetsuo SHOJI
高温水中应力腐蚀开裂机理及扩展模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国材料进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕战鹏
  • 通讯作者:
    吕战鹏

其他文献

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吕战鹏的其他基金

磁场对应力腐蚀开裂动力学及自催化过程的作用规律
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
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预形变、晶界碳化物和氢影响核电镍基合金应力腐蚀开裂的耦合作用机制
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    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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