内容简介
《中国腐蚀状况及控制战略研究丛书:海洋构筑物阴极保护》分为11章,前3章包括海洋环境构筑物及其腐蚀特征,阴极保护原理与设计,是学习和从事海洋阴极保护必需的基础知识;第4章至第9章介绍了牺牲阳极的阴极保护和外加电流的阴极保护,特殊材料(不锈钢)的阴极保护和特殊环境(深海及钢筋混凝土)中的阴极保护,还针对阴极保护修复进行了研究和阐述;第10章引用大量海洋构筑物阴极保护的实际案例,从设计思路、改进措施、使用效果等方面分析和讨论;最后介绍了阴极保护监/检测技术。
本专著包括基础知识和实践经验及案例,也包括新的科研成果,专业性强,覆盖面宽,适用于大专院校研究生及本领域的科技工作者,也是工程领域从事阴极保护设计、建造、维护和使用的技术人员的参考书。
内页插图
目录
丛书序
丛书前言
序
前言
第1章 海洋构筑物及海洋环境腐蚀特征
1.1 海洋构筑物
1.2 海洋环境特点
1.2.1 五个区带
1.2.2 海水特征
1.3 海洋腐蚀特征
1.3.1 碳钢与低合金钢
1.3.2 不锈钢
1.3.3 铜合金
1.3.4 铝合金
1.4 海洋环境常见腐蚀类型
1.4.1 应力腐蚀开裂
1.4.2 腐蚀疲劳
1.4.3 磨损腐蚀
第2章 阴极保护原理
2.1 概述
2.1.1 电势-pH图
2.1.2 腐蚀原电池
2.1.3 极化曲线
2.2 阴极保护电位
2.3 阴极保护电流密度
2.4 阴极保护电流密度的影响因素
2.4.1 腐蚀电池的极化
2.4.2 涂覆层
2.5 阴极保护类型
2.5.1 牺牲阳极阴极保护
2.5.2 外加电流阴极保护
2.6 影响石灰质垢层形成的研究
2.6.1 常温动态条件下初始电流密度对石灰质垢层形成的影响
2.6.2 温度对石灰质垢层形成的影响
参考文献
第3章 海洋构筑物阴极保护设计
3.1 阴极保护设计准则
3.1.1 阴极保护电位
3.1.2 阴极保护电流密度
3.2 阴极保护设计方法
3.2.1 经验法
3.2.2 缩比模型法
3.2.3 数值仿真法
3.3 牺牲阳极阴极保护设计过程
3.3.1 平台导管架阴极保护设计过程
3.3.2 海底管线阴极保护设计过程
3.4 外加电流阴极保护设计过程
3.5 优化设计中的数值计算
3.5.1 海洋平台复杂节点阴极保护电位分布的有限元法计算
3.5.2 海底管道阴极保护数值计算
3.5.3 滨海电厂钛管凝汽器阴极保护电位场分布数学模型
3.5.4 深海温跃层环境下海管阴极保护数学模型的建立
3.5.5 凝汽器水室外加电流阴极保护的数值模拟
3.5.6 压载水舱阴极保护系统性能仿真及优化
参考文献
第4章 牺牲阳极
4.1 牺牲阳极的性能要求及检测技术
4.1.1 牺牲阳极的性能要求
4.1.2 牺牲阳极的检测技术
4.1.3 牺牲阳极材料种类
4.2 锌合金牺牲阳极
4.3 铝合金牺牲阳极
4.3.1 铝合金牺牲阳极材料
4.3.2 铝合金牺牲阳极性能影响因素
……
第5章 外加电流阴极保护系统
第6章 不锈钢阴极保护
第7章 深海阴极保护
第8章 钢筋混凝土结构阴极保护技术
第9章 海上在役石油平台阴极保护系统的延寿修复技术
第10章 设计案例
第11章 海洋构筑物阴极保护监/检测
前言/序言
众所周知,海洋环境腐蚀严重,约占超过腐蚀量的三分之一。随着海洋经济的迅猛发展和海洋开发的深入,海洋构筑物种类繁多且层出不穷,海洋环境的腐蚀与防护越来越受到关注。
阴极保护是海洋构筑物重要的防护措施,已经有百年以上的历史,随着科技的发展,新技术、新产品、新方法和新思路不断涌现和付诸实践。作者单位(中国海洋大学,中国船舶重工集团公司第七二五研究所(以下简称“中船重工725所”)和钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所)多年从事该领域的研究与实践,积累了丰富的数据、实例和经验,期望以本书的出版和传播,对从事阴极保护基础研究的科技工作者有启发,更对应用部门的工程技术人员有指导作用。如果能够对海洋工程、海洋资源开发、“海上丝绸之路”的顺利进展有些许推动作用,更感欣慰。
海洋阴极保护涉及海洋科学、材料学、电化学、工程学等学科和领域,属于学科交叉,既包括基础理论也含有技术和工程等各个方面。
本书分为11章。前3章包括海洋环境构筑物及其腐蚀特征和阴极保护原理和阴极保护设计,是学习和从事海洋阴极保护必需的基础知识。第4章至第9章从牺牲阳极的阴极保护和外加电流的阴极保护系统入手,介绍两种保护方式的组成、新技术和新产品;然后介绍特殊材料(不锈钢)的阴极保护和特殊环境(深海及钢筋混凝土)中的阴极保护,该部分引用了国内外研究现状及发展趋势;继而针对实际工程应用过程中存在的阴极保护修复问题进行了研究和阐述,引用国际最先进的技术及实际工程研究成果。第10章引用海洋构筑物阴极保护的实际案例,从设计思路、改进措施、使用效果等方面进行分析和讨论。最后,围绕阴极保护工程应用中最关键的维护,介绍了阴极保护监/检测技术。
本书既包括基础知识、实践经验及案例,也包括新的科研成果,专业性强,覆盖面宽,适用于大专院校研究生及本领域的科技工作者,也是工程领域从事阴极保护设计、建造、维护和使用技术人员的参考书。
好的,这是一份不包含“中国腐蚀状况及控制战略研究丛书:海洋构筑物阴极保护”内容的图书简介,字数约1500字。 --- 图书名称: 先进材料的界面行为与结构性能:从原子尺度到宏观应用 作者: 张文华,李建国,王佩瑶 出版社: 科学出版社 出版年份: 2023年 ISBN: 978-7-03-075889-1 --- 图书简介 《先进材料的界面行为与结构性能:从原子尺度到宏观应用》 是一部深入探讨现代工程材料界面现象及其对宏观结构性能影响的权威性著作。本书聚焦于当前材料科学和工程领域的前沿挑战,系统梳理了材料内部及不同材料之间界面在力学、化学、物理性质方面的复杂行为,并以此为基础,构建了从微观到宏观性能预测的理论框架。 在当代工程实践中,材料的性能往往不是由其本体决定的,而是被其内部和外部的界面所主导。无论是复合材料的增强机制、多层涂层的防护效果,还是电子器件的可靠性,界面的微观结构、缺陷分布和相互作用是理解和提升整体性能的关键。本书正是基于这一核心理念,旨在为材料科学家、结构工程师以及从事先进制造领域的研发人员提供一套系统的理论指导和实验分析方法。 本书结构严谨,内容涵盖了界面科学的多个核心分支,并以前沿技术和实际案例作为支撑。全书共分为八章,脉络清晰,层层递进。 第一部分:界面科学基础与表征技术 (第1-2章) 第1章:材料界面物理化学基础 本章首先回顾了固体界面热力学和动力学的基本原理,重点阐述了晶界、相界面和表面能的概念及其在材料结构演化中的驱动作用。详细讨论了界面缺陷(如空位、位错、孪晶界)的形成机制及其对材料本征性能的影响。引入了界面扩散、界面反应和界面重构等关键过程的理论模型,为后续章节的深入分析奠定了坚实的理论基础。 第2章:先进界面表征技术 为了有效理解界面行为,精确的表征手段至关重要。本章系统介绍了用于界面研究的先进分析技术。内容包括高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)在原子结构解析上的应用、聚焦离子束(FIB)在原位制备和损伤分析中的作用,以及同步辐射X射线技术在应力分析和元素态分析上的优势。同时,对利用原子力显微镜(AFM)和扫描隧道显微镜(STM)进行纳米尺度力学和电学探针研究的方法进行了详细阐述。 第二部分:界面行为与结构性能耦合 (第3-5章) 第3章:复合材料中的界面增强机制 复合材料是界面科学最直接的应用体现。本章深入剖析了纤维增强复合材料(如碳纤维/环氧树脂、陶瓷基复合材料)中基体与增强体界面的力学耦合机制。重点分析了界面剪切强度、界面脱粘过程的能量释放率,以及界面处的应力集中现象。通过引入有效的界面改性策略(如表面涂层、偶联剂应用),探讨如何优化界面结合,从而实现强度和韧性的协同提升。 第4章:薄膜材料的生长、应力与失效 薄膜技术在微电子、光学和能源器件中占据核心地位。本章聚焦于薄膜沉积过程中界面控制的重要性。详细分析了原子层沉积(ALD)和磁控溅射(Sputtering)等技术中的界面成核与生长模式。阐述了薄膜/基底界面热膨胀失配导致的残余应力累积模型,以及应力诱发的薄膜开裂、剥离等失效模式。提出了通过应力缓冲层设计来提升薄膜系统长期可靠性的工程措施。 第5章:多孔介质的孔隙结构与输运特性 本章将研究对象扩展至具有复杂孔隙结构的材料,如多孔陶瓷、金属有机框架(MOFs)以及地质材料。重点讨论了孔隙网络结构(孔径分布、连通性)如何影响材料的传质、传热和流体渗透性能。通过分子动力学模拟和X射线微CT成像技术,揭示了孔隙表面化学性质与吸附、催化反应速率之间的内在联系。 第三部分:前沿交叉与应用展望 (第6-8章) 第6章:功能界面在能源器件中的应用 本章探讨了功能性界面在新型储能和转换器件中的关键作用。内容包括锂离子电池电极材料的固态电解质界面(SEI)的形成与稳定性研究,燃料电池中电催化剂与载体之间的电子耦合效应,以及光伏器件中缓冲层与吸收层界面的载流子传输效率调控。强调了界面工程在提升器件能量密度、循环寿命和安全性能方面的决定性影响。 第7章:材料接触界面的摩擦学与磨损行为 材料在动态接触中的界面行为是机械可靠性的核心问题。本章系统梳理了摩擦学理论,重点分析了干摩擦、润滑摩擦以及极端载荷条件下的接触界面演化。讨论了表面粗糙度、润滑剂化学特性以及接触压力对摩擦系数和磨损率的影响。引入了基于界面化学反应的自修复涂层设计理念,以期降低运行过程中的能量损耗和部件更换频率。 第8章:界面性能预测的计算模拟方法 为了减少昂贵的实验试错成本,先进的计算方法成为界面研究的重要工具。本章详细介绍了密度泛函理论(DFT)在计算界面结合能和电子结构方面的应用,以及分子动力学(MD)模拟在研究界面扩散和塑性变形方面的潜力。最后,探讨了如何将微观尺度的模拟结果与有限元分析(FEA)相结合,建立多尺度模型,以期精确预测宏观结构在复杂载荷下的服役性能。 总结: 《先进材料的界面行为与结构性能:从原子尺度到宏观应用》内容翔实、理论与实践结合紧密,图表丰富,是高等院校材料科学、力学、化学工程等相关专业研究生及专业科研人员不可或缺的参考用书。它不仅系统梳理了界面科学的经典理论,更引领读者关注当前界面工程领域的前沿动态和未来发展方向。通过深入理解界面,读者将能够设计出具有更优异性能和更长服役寿命的下一代先进材料与结构。