內容簡介
《中國腐蝕狀況及控製戰略研究叢書:海洋構築物陰極保護》分為11章,前3章包括海洋環境構築物及其腐蝕特徵,陰極保護原理與設計,是學習和從事海洋陰極保護必需的基礎知識;第4章至第9章介紹瞭犧牲陽極的陰極保護和外加電流的陰極保護,特殊材料(不銹鋼)的陰極保護和特殊環境(深海及鋼筋混凝土)中的陰極保護,還針對陰極保護修復進行瞭研究和闡述;第10章引用大量海洋構築物陰極保護的實際案例,從設計思路、改進措施、使用效果等方麵分析和討論;最後介紹瞭陰極保護監/檢測技術。
本專著包括基礎知識和實踐經驗及案例,也包括新的科研成果,專業性強,覆蓋麵寬,適用於大專院校研究生及本領域的科技工作者,也是工程領域從事陰極保護設計、建造、維護和使用的技術人員的參考書。
內頁插圖
目錄
叢書序
叢書前言
序
前言
第1章 海洋構築物及海洋環境腐蝕特徵
1.1 海洋構築物
1.2 海洋環境特點
1.2.1 五個區帶
1.2.2 海水特徵
1.3 海洋腐蝕特徵
1.3.1 碳鋼與低閤金鋼
1.3.2 不銹鋼
1.3.3 銅閤金
1.3.4 鋁閤金
1.4 海洋環境常見腐蝕類型
1.4.1 應力腐蝕開裂
1.4.2 腐蝕疲勞
1.4.3 磨損腐蝕
第2章 陰極保護原理
2.1 概述
2.1.1 電勢-pH圖
2.1.2 腐蝕原電池
2.1.3 極化麯綫
2.2 陰極保護電位
2.3 陰極保護電流密度
2.4 陰極保護電流密度的影響因素
2.4.1 腐蝕電池的極化
2.4.2 塗覆層
2.5 陰極保護類型
2.5.1 犧牲陽極陰極保護
2.5.2 外加電流陰極保護
2.6 影響石灰質垢層形成的研究
2.6.1 常溫動態條件下初始電流密度對石灰質垢層形成的影響
2.6.2 溫度對石灰質垢層形成的影響
參考文獻
第3章 海洋構築物陰極保護設計
3.1 陰極保護設計準則
3.1.1 陰極保護電位
3.1.2 陰極保護電流密度
3.2 陰極保護設計方法
3.2.1 經驗法
3.2.2 縮比模型法
3.2.3 數值仿真法
3.3 犧牲陽極陰極保護設計過程
3.3.1 平颱導管架陰極保護設計過程
3.3.2 海底管綫陰極保護設計過程
3.4 外加電流陰極保護設計過程
3.5 優化設計中的數值計算
3.5.1 海洋平颱復雜節點陰極保護電位分布的有限元法計算
3.5.2 海底管道陰極保護數值計算
3.5.3 濱海電廠鈦管凝汽器陰極保護電位場分布數學模型
3.5.4 深海溫躍層環境下海管陰極保護數學模型的建立
3.5.5 凝汽器水室外加電流陰極保護的數值模擬
3.5.6 壓載水艙陰極保護係統性能仿真及優化
參考文獻
第4章 犧牲陽極
4.1 犧牲陽極的性能要求及檢測技術
4.1.1 犧牲陽極的性能要求
4.1.2 犧牲陽極的檢測技術
4.1.3 犧牲陽極材料種類
4.2 鋅閤金犧牲陽極
4.3 鋁閤金犧牲陽極
4.3.1 鋁閤金犧牲陽極材料
4.3.2 鋁閤金犧牲陽極性能影響因素
……
第5章 外加電流陰極保護係統
第6章 不銹鋼陰極保護
第7章 深海陰極保護
第8章 鋼筋混凝土結構陰極保護技術
第9章 海上在役石油平颱陰極保護係統的延壽修復技術
第10章 設計案例
第11章 海洋構築物陰極保護監/檢測
前言/序言
眾所周知,海洋環境腐蝕嚴重,約占超過腐蝕量的三分之一。隨著海洋經濟的迅猛發展和海洋開發的深入,海洋構築物種類繁多且層齣不窮,海洋環境的腐蝕與防護越來越受到關注。
陰極保護是海洋構築物重要的防護措施,已經有百年以上的曆史,隨著科技的發展,新技術、新産品、新方法和新思路不斷湧現和付諸實踐。作者單位(中國海洋大學,中國船舶重工集團公司第七二五研究所(以下簡稱“中船重工725所”)和鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所)多年從事該領域的研究與實踐,積纍瞭豐富的數據、實例和經驗,期望以本書的齣版和傳播,對從事陰極保護基礎研究的科技工作者有啓發,更對應用部門的工程技術人員有指導作用。如果能夠對海洋工程、海洋資源開發、“海上絲綢之路”的順利進展有些許推動作用,更感欣慰。
海洋陰極保護涉及海洋科學、材料學、電化學、工程學等學科和領域,屬於學科交叉,既包括基礎理論也含有技術和工程等各個方麵。
本書分為11章。前3章包括海洋環境構築物及其腐蝕特徵和陰極保護原理和陰極保護設計,是學習和從事海洋陰極保護必需的基礎知識。第4章至第9章從犧牲陽極的陰極保護和外加電流的陰極保護係統入手,介紹兩種保護方式的組成、新技術和新産品;然後介紹特殊材料(不銹鋼)的陰極保護和特殊環境(深海及鋼筋混凝土)中的陰極保護,該部分引用瞭國內外研究現狀及發展趨勢;繼而針對實際工程應用過程中存在的陰極保護修復問題進行瞭研究和闡述,引用國際最先進的技術及實際工程研究成果。第10章引用海洋構築物陰極保護的實際案例,從設計思路、改進措施、使用效果等方麵進行分析和討論。最後,圍繞陰極保護工程應用中最關鍵的維護,介紹瞭陰極保護監/檢測技術。
本書既包括基礎知識、實踐經驗及案例,也包括新的科研成果,專業性強,覆蓋麵寬,適用於大專院校研究生及本領域的科技工作者,也是工程領域從事陰極保護設計、建造、維護和使用技術人員的參考書。
好的,這是一份不包含“中國腐蝕狀況及控製戰略研究叢書:海洋構築物陰極保護”內容的圖書簡介,字數約1500字。 --- 圖書名稱: 先進材料的界麵行為與結構性能:從原子尺度到宏觀應用 作者: 張文華,李建國,王佩瑤 齣版社: 科學齣版社 齣版年份: 2023年 ISBN: 978-7-03-075889-1 --- 圖書簡介 《先進材料的界麵行為與結構性能:從原子尺度到宏觀應用》 是一部深入探討現代工程材料界麵現象及其對宏觀結構性能影響的權威性著作。本書聚焦於當前材料科學和工程領域的前沿挑戰,係統梳理瞭材料內部及不同材料之間界麵在力學、化學、物理性質方麵的復雜行為,並以此為基礎,構建瞭從微觀到宏觀性能預測的理論框架。 在當代工程實踐中,材料的性能往往不是由其本體決定的,而是被其內部和外部的界麵所主導。無論是復閤材料的增強機製、多層塗層的防護效果,還是電子器件的可靠性,界麵的微觀結構、缺陷分布和相互作用是理解和提升整體性能的關鍵。本書正是基於這一核心理念,旨在為材料科學傢、結構工程師以及從事先進製造領域的研發人員提供一套係統的理論指導和實驗分析方法。 本書結構嚴謹,內容涵蓋瞭界麵科學的多個核心分支,並以前沿技術和實際案例作為支撐。全書共分為八章,脈絡清晰,層層遞進。 第一部分:界麵科學基礎與錶徵技術 (第1-2章) 第1章:材料界麵物理化學基礎 本章首先迴顧瞭固體界麵熱力學和動力學的基本原理,重點闡述瞭晶界、相界麵和錶麵能的概念及其在材料結構演化中的驅動作用。詳細討論瞭界麵缺陷(如空位、位錯、孿晶界)的形成機製及其對材料本徵性能的影響。引入瞭界麵擴散、界麵反應和界麵重構等關鍵過程的理論模型,為後續章節的深入分析奠定瞭堅實的理論基礎。 第2章:先進界麵錶徵技術 為瞭有效理解界麵行為,精確的錶徵手段至關重要。本章係統介紹瞭用於界麵研究的先進分析技術。內容包括高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)在原子結構解析上的應用、聚焦離子束(FIB)在原位製備和損傷分析中的作用,以及同步輻射X射綫技術在應力分析和元素態分析上的優勢。同時,對利用原子力顯微鏡(AFM)和掃描隧道顯微鏡(STM)進行納米尺度力學和電學探針研究的方法進行瞭詳細闡述。 第二部分:界麵行為與結構性能耦閤 (第3-5章) 第3章:復閤材料中的界麵增強機製 復閤材料是界麵科學最直接的應用體現。本章深入剖析瞭縴維增強復閤材料(如碳縴維/環氧樹脂、陶瓷基復閤材料)中基體與增強體界麵的力學耦閤機製。重點分析瞭界麵剪切強度、界麵脫粘過程的能量釋放率,以及界麵處的應力集中現象。通過引入有效的界麵改性策略(如錶麵塗層、偶聯劑應用),探討如何優化界麵結閤,從而實現強度和韌性的協同提升。 第4章:薄膜材料的生長、應力與失效 薄膜技術在微電子、光學和能源器件中占據核心地位。本章聚焦於薄膜沉積過程中界麵控製的重要性。詳細分析瞭原子層沉積(ALD)和磁控濺射(Sputtering)等技術中的界麵成核與生長模式。闡述瞭薄膜/基底界麵熱膨脹失配導緻的殘餘應力纍積模型,以及應力誘發的薄膜開裂、剝離等失效模式。提齣瞭通過應力緩衝層設計來提升薄膜係統長期可靠性的工程措施。 第5章:多孔介質的孔隙結構與輸運特性 本章將研究對象擴展至具有復雜孔隙結構的材料,如多孔陶瓷、金屬有機框架(MOFs)以及地質材料。重點討論瞭孔隙網絡結構(孔徑分布、連通性)如何影響材料的傳質、傳熱和流體滲透性能。通過分子動力學模擬和X射綫微CT成像技術,揭示瞭孔隙錶麵化學性質與吸附、催化反應速率之間的內在聯係。 第三部分:前沿交叉與應用展望 (第6-8章) 第6章:功能界麵在能源器件中的應用 本章探討瞭功能性界麵在新型儲能和轉換器件中的關鍵作用。內容包括鋰離子電池電極材料的固態電解質界麵(SEI)的形成與穩定性研究,燃料電池中電催化劑與載體之間的電子耦閤效應,以及光伏器件中緩衝層與吸收層界麵的載流子傳輸效率調控。強調瞭界麵工程在提升器件能量密度、循環壽命和安全性能方麵的決定性影響。 第7章:材料接觸界麵的摩擦學與磨損行為 材料在動態接觸中的界麵行為是機械可靠性的核心問題。本章係統梳理瞭摩擦學理論,重點分析瞭乾摩擦、潤滑摩擦以及極端載荷條件下的接觸界麵演化。討論瞭錶麵粗糙度、潤滑劑化學特性以及接觸壓力對摩擦係數和磨損率的影響。引入瞭基於界麵化學反應的自修復塗層設計理念,以期降低運行過程中的能量損耗和部件更換頻率。 第8章:界麵性能預測的計算模擬方法 為瞭減少昂貴的實驗試錯成本,先進的計算方法成為界麵研究的重要工具。本章詳細介紹瞭密度泛函理論(DFT)在計算界麵結閤能和電子結構方麵的應用,以及分子動力學(MD)模擬在研究界麵擴散和塑性變形方麵的潛力。最後,探討瞭如何將微觀尺度的模擬結果與有限元分析(FEA)相結閤,建立多尺度模型,以期精確預測宏觀結構在復雜載荷下的服役性能。 總結: 《先進材料的界麵行為與結構性能:從原子尺度到宏觀應用》內容翔實、理論與實踐結閤緊密,圖錶豐富,是高等院校材料科學、力學、化學工程等相關專業研究生及專業科研人員不可或缺的參考用書。它不僅係統梳理瞭界麵科學的經典理論,更引領讀者關注當前界麵工程領域的前沿動態和未來發展方嚮。通過深入理解界麵,讀者將能夠設計齣具有更優異性能和更長服役壽命的下一代先進材料與結構。