绪论 1
第一篇 金属大气腐蚀研究进展 7
第1章 金属大气腐蚀过程与机理 7
1.1金属大气腐蚀的基本条件 7
1.2金属大气腐蚀的过程与机理 8
1.2.1大气腐蚀初期的腐蚀机理 9
1.2.2金属表面形成锈层后的大气腐蚀机理 10
1.2.3金属大气腐蚀规律的研究 11
1.2.4大气腐蚀产物的研究 11
1.3影响金属大气环境腐蚀性的主要因素 12
1.3.1大气相对湿度的影响 13
1.3.2温度和温差的影响 13
1.3.3空气中腐蚀性气体和固体颗粒的影响 13
第2章 金属大气腐蚀试验研究方法 14
2.1现场暴露试验方法 14
2.2室内加速试验方法 15
2.2.1湿热试验 15
2.2.2盐雾试验 15
2.2.3周期喷雾复合腐蚀试验 15
2.2.4周期浸润复合循环试验 16
2.2.5多因子循环复合腐蚀试验 16
2.3大气腐蚀电化学研究与表面观察方法 17
2.3.1大气腐蚀监测电池ACM仪 17
2.3.2Kelvin探头参比电极技术 18
2.4大气腐蚀原位动态实时监测 19
2.5表面分析方法 21
2.5.1环境扫描电镜、环境扫描隧道显微镜和原子力显微镜 21
2.5.2红外吸收光谱和拉曼光谱 21
第3章 金属大气腐蚀中液滴腐蚀现象的研究方法进展 22
3.1经典盐水滴试验 22
3.2体视显微镜和扫描显微镜研究液滴现象 23
3.3Kelvin探头结合显微镜技术研究液滴现象 24
3.4AFM研究液滴现象 28
3.5SPFM和EIS方法研究液滴现象的进展 29
第4章 金属在污染大气环境中初期腐蚀行为和机理研究进展 30
4.1钢铁 30
4.2锌 31
4.3铜及铜合金 32
4.4镁及镁合金 33
4.5铝及铝合金 33
第5章 金属大气腐蚀理论分析研究进展 35
5.1气相区域 36
5.2气-液界面区域 36
5.3液相区域 37
5.4沉淀区域 38
5.5电极区域 38
5.6固相区域 39
第二篇 金属在模拟大气环境中的初期腐蚀行为与机理 43
第6章 纯铁和碳钢在模拟大气环境中的初期腐蚀行为与机理 43
6.1模拟潮湿和湿热大气环境中初期腐蚀行为 43
6.1.1腐蚀动力学 44
6.1.2初期腐蚀行为观察 45
6.1.3腐蚀产物形貌分析 50
6.1.4腐蚀产物分析 50
6.1.5腐蚀产物初期生长规律 54
6.2Q235碳钢大气腐蚀初期机理 55
小结 58
第7章 耐候钢在模拟大气环境中的腐蚀初期行为与机理 59
7.109CuPCrNi耐候钢在模拟大气环境中的腐蚀初期行为 59
7.1.1腐蚀动力学 60
7.1.2初期腐蚀行为观察 61
7.1.3腐蚀产物分析 65
7.2 09CuPCrNi耐候钢周期浸润腐蚀加速试验腐蚀行为 68
7.2.1 09CuPCrNi耐候钢周期浸润腐蚀加速试验腐蚀形貌 68
7.2.2 09CuPCrNi耐候钢锈层结构和腐蚀产物拉曼光谱分析 70
7.2.3 09CuPCrNi耐候钢的锈层XRD分析 72
7.3 09CuPCrNi耐候钢大气腐蚀初期机理 73
7.3.1初期腐蚀机理 73
7.3.2锈层形成和合金元素的作用 74
小结 75
第8章 铝及铝合金在模拟大气环境中的腐蚀初期行为与机理 76
8.1铝及铝合金在0.6mol.L NaCl溶液中干湿周浸腐蚀行为 76
8.1.1腐蚀动力学 78
8.1.2腐蚀形貌 78
8.1.3腐蚀产物分析 80
8.1.4力学性能变化 82
8.1.5电化学阻抗谱 82
8.2铝及铝合金在0.02mol.L NaHSO3溶液中干湿周浸腐蚀行为 83
8.2.1腐蚀动力学 83
8.2.2腐蚀形貌观察 84
8.2.3腐蚀产物分析 85
8.2.4力学性能变化 87
8.3铝及铝合金在周浸条件下的腐蚀机理 87
8.3.1铝及铝合金在NaCl溶液中的周浸腐蚀机理 87
8.3.2铝及铝合金在NaHSO3溶液中的周浸腐蚀反应机理 88
小结 89
第9章 镁合金在模拟大气环境中的腐蚀初期行为与机理 90
9.1AZ91D镁合金在模拟大气环境中的初期腐蚀行为 90
9.1.1腐蚀动力学 91
9.1.2初期腐蚀行为观察 91
9.1.3腐蚀产物分析 91
9.2AZ91D镁合金在模拟大气环境中初期腐蚀机理 93
9.2.1腐蚀产物形成机制 93
9.2.2电化学反应机制 93
小结 94
第三篇 金属在单一污染因素大气环境中的腐蚀初期行为与机理 99
第10章 碳钢和耐候钢在单一污染因素大气环境中的腐蚀初期行为与机理 99
10.1碳钢和耐候钢在含SO2的大气模拟环境中的初期腐蚀行为 99
10.1.1腐蚀动力学 99
10.1.2初期腐蚀行为观察 100
10.1.3腐蚀产物分析 105
10.2含CO2大气模拟环境中碳钢和耐候钢初期大气腐蚀行为 106
10.2.1腐蚀动力学 106
10.2.2表面形貌分析 107
10.2.3腐蚀产物分析 109
10.3NaCl沉积对碳钢和耐候钢初期大气腐蚀过程的影响 110
10.3.1初期腐蚀行为的观察 110
10.3.2表面形貌观察 111
10.3.3腐蚀产物分析 113
10.4腐蚀机理分析 113
10.4.1含SO2大气环境 113
10.4.2含CO2大气环境 116
10.4.3NaCl对碳钢和耐候钢初期大气腐蚀的影响 117
小结 118
第11章 铝及铝合金在单一污染因素大气环境中的腐蚀初期行为与机理 119
11.1含SO2的大气模拟环境中铝及铝合金的初期腐蚀行为 119
11.1.1腐蚀动力学 119
11.1.2腐蚀行为观察 120
11.1.3腐蚀产物分析 123
11.2含CO2大气模拟环境中铝及铝合金初期大气腐蚀行为 125
11.2.1腐蚀动力学 125
11.2.2表面形貌观察 125
11.2.3腐蚀产物分析 128
11.3NaCl沉积对铝及铝合金初期大气腐蚀过程的影响 128
11.3.1腐蚀动力学 128
11.3.2表面形貌观察 129
11.3.3腐蚀产物分析 132
11.4腐蚀机理分析 133
11.4.1铝及铝合金在50ppm SO2大气环境中的腐蚀机理 133
11.4.2铝及铝合金在1％CO2大气环境中的腐蚀机制 135
11.4.3NaCl对铝及铝合金大气腐蚀的影响 135
小结 136
第12章 镁合金在单一污染因素大气环境中的初期腐蚀行为与机理 137
12.1含SO2的大气模拟环境中镁合金的初期腐蚀行为 137
12.1.1腐蚀动力学 137
12.1.2初期腐蚀行为观察 138
12.1.3腐蚀产物分析 141
12.2含CO2大气模拟环境中镁合金初期大气腐蚀行为 143
12.2.1腐蚀动力学分析 143
12.2.2腐蚀形貌的观察 143
12.3NaCl沉积对镁合金初期大气腐蚀行为的影响 145
12.3.1腐蚀微观形貌的观察 145
12.3.2腐蚀产物分析 147
12.4腐蚀机理分析 147
12.4.1SO2大气环境 148
12.4.2CO2大气环境 149
12.4.3表面沉积NaCl环境 150
小结 150
第四篇 金属在污染物协同作用下初期大气腐蚀行为与机理 153
第13章 碳钢在污染物协同作用下初期大气腐蚀行为与机理 153
13.1Q235碳钢在SO2和CO2混合大气环境中的腐蚀初期行为 153
13.1.1腐蚀动力学 153
13.1.2初期腐蚀行为观察 154
13.1.3腐蚀产物分析 155
13.2沉积NaCl颗粒的Q235碳钢在污染气体协同作用下的腐蚀初期行为 156
13.2.1腐蚀动力学 156
13.2.2初期腐蚀行为观察 157
13.2.3腐蚀产物分析 158
13.3Q235碳钢在多种污染因素环境中大气腐蚀机理 159
13.3.1SO2对碳钢初期大气腐蚀的影响 159
13.3.2CO2对碳钢初期大气腐蚀的影响 160
13.3.3SO2和CO2协同作用对碳钢初期大气腐蚀的影响 160
13.3.4NaCl颗粒沉积对碳钢初期大气腐蚀的影响 161
小结 161
第14章 铝及铝合金在含多种污染因素大气中的腐蚀初期行为与机理 163
14.1沉积NaCl的铝及铝合金在SO2大气环境中的腐蚀行为 163
14.1.1腐蚀动力学 163
14.1.2腐蚀形貌的观察 164
14.1.3腐蚀产物分析 166
14.2沉积NaCl的铝及铝合金在CO2大气环境中的腐蚀行为 167
14.2.1腐蚀动力学 167
14.2.2微观形貌观察 167
14.2.3腐蚀产物分析 170
14.3铝及铝合金在SO2和CO2混合大气环境中的腐蚀行为 170
14.3.1腐蚀动力学 170
14.3.2腐蚀形貌观察 171
14.3.3腐蚀产物分析 173
14.4沉积NaCl的铝及铝合金在SO2和CO2混合大气环境中的腐蚀行为 174
14.4.1腐蚀动力学 174
14.4.2腐蚀形貌观察 175
14.4.3微观产物分析 177
14.5铝及铝合金在多种污染因素环境中大气腐蚀机理 178
14.5.1沉积NaCl的铝及铝合金在SO2大气环境中的腐蚀机理 178
14.5.2沉积NaCl的铝及铝合金在CO2大气环境中的腐蚀机理 180
小结 180
第15章 镁合金在污染物协同作用下大气腐蚀初期行为与机理 182
15.1AZ91D镁合金在SO2和CO2混合大气环境中的腐蚀初期行为 182
15.1.1腐蚀动力学 182
15.1.2初期腐蚀行为观察 183
15.1.3腐蚀产物分析 185
15.2沉积NaCl颗粒AZ91D镁合金在SO2和CO2混合大气环境中的腐蚀初期行为 185
15.2.1腐蚀动力学 185
15.2.2初期腐蚀行为观察 186
15.2.3腐蚀产物分析 187
15.3AZ91D镁合金在多种污染因素环境中大气腐蚀机理 187
15.3.1SO2对镁合金初期大气腐蚀的影响 188
15.3.2CO2对镁合金初期大气腐蚀的影响 188
15.3.3沉积NaCl颗粒对镁合金初期大气腐蚀的影响 189
15.3.4多种污染物协同作用 189
小结 190
第五篇 金属在自然大气环境中的腐蚀行为与室内试验相关性研究 193
第16章 碳钢和耐候钢在湿热海洋环境下的腐蚀行为与室内试验的相关性 193
16.1碳钢和耐候钢在西沙的室外曝晒结果 193
16.1.1腐蚀形貌 193
16.1.2腐蚀产物分析 197
16.1.3腐蚀动力学 199
16.2实验室模拟加速及室内外的相关性 199
16.2.1腐蚀形貌 200
16.2.2腐蚀产物分析 201
16.2.3室内外腐蚀试验锈层截面与结构分析 202
16.2.4室内外电化学特征分析 205
16.2.5室内外腐蚀动力学的灰色分析 206
小结 207
第17章 铝及铝合金在自然大气环境中的腐蚀行为与室内试验相关性研究 208
17.1铝及铝合金大气腐蚀室外曝晒结果 208
17.1.1铝及铝合金在江津大气环境中的腐蚀行为 208
17.1.2铝及铝合金在万宁大气环境中的腐蚀行为 212
17.2模拟试验与户外暴露试验的相关性分析 215
17.2.1不同试验方法的模拟性分析 215
17.2.2依据腐蚀增重数据分析室内模拟试验与外场暴露试验的相关性 215
小结 218
第18章 镁合金在城市潮大气环境中的腐蚀初期行为与机理 219
18.1镁合金大气腐蚀室外暴露试验结果 219
18.1.1环境因素 219
18.1.2试样腐蚀后表观形貌 219
18.1.3试样腐蚀后的SEM分析 220
18.1.4腐蚀产物分析 222
18.2镁合金在北温带亚湿润区（潮大气）下的腐蚀初期过程和机理 223
小结 225
第六篇 金属大气腐蚀初期行为的微区观察与电化学研究 229
第19章 钢和镁合金在SO2模拟大气环境中初期腐蚀行为的原子力显微镜观察 229
19.1实验方法 229
19.2碳钢和镁合金在SO2模拟大气环境中初期腐蚀行为的原子力显微镜观察 230
19.2.1碳钢和耐候钢腐蚀形貌分析 230
19.2.2镁合金腐蚀形貌分析 234
19.3分析和讨论 236
小结 238
第20章 铝合金在薄液膜中的腐蚀电化学行为研究 239
20.1铝合金7A04在NaCl薄液膜下的腐蚀行为 239
20.1.1铝合金7A04在NaCl薄液膜下的阴极极化曲线 239
20.1.2电化学阻抗谱研究 241
20.2铝合金7A04在Na2 SO4薄液膜中的腐蚀行为 250
20.2.1铝合金7A04在Na2 SO4薄液膜下的阴极极化曲线 250
20.2.2电化学阻抗谱分析 251
小结 257
第21章 铝及铝合金大气腐蚀初期行为与机理的扫描电化学显微镜研究 259
21.1铝及铝合金在模拟大气溶液中初期腐蚀行为的扫描电化学显微镜实验 259
21.1.1铝及铝合金在0.6mol.L NaCl溶液中的SECM分析 259
21.1.2铝及铝合金在1mol.L Na2SO4溶液（pH为5）中的SECM分析 265
21.2铝及铝合金在溶液中的局部腐蚀机理 270
小结 273
第七篇 金属大气腐蚀初期行为的理论模型与计算机模拟 277
第22章 金属大气腐蚀初期行为的热力学分析与动力学理论模型 277
22.1金属材料大气腐蚀热力学分析 280
22.2碳钢大气腐蚀初期过程的动力学分析 281
22.2.1碳钢在潮大气腐蚀环境中的初期腐蚀 281
22.2.2碳钢在湿大气腐蚀环境中的初期腐蚀 283
22.2.3碳钢在污染大气环境中的初期腐蚀 284
22.3镁合金大气腐蚀初期过程的动力学分析 286
22.3.1无污染物条件下的电化学反应 288
22.3.2污染气体存在对腐蚀过程的影响 289
22.3.3表面的溶解反应 292
22.3.4腐蚀产物的沉积以及对离子传输的影响 294
22.3.5参数变化对控制步骤和总腐蚀速率的影响 297
小结 299
第23章 金属在湿大气环境下初期腐蚀行为的元胞自动机模拟 300
23.1元胞自动机方法 300
23.2元胞自动机在腐蚀模拟中的应用 301
23.3金属在湿大气环境中腐蚀的元胞自动机模型 302
23.4结果与讨论 304
23.4.1耐候钢在模拟湿热大气环境中的腐蚀形貌 304
23.4.2rDis对模拟形貌的影响 305
23.4.3腐蚀产物的模拟 306
23.4.4F元胞和O元胞的扩散行为 306
小结 308
参考文献 309
附录 国家大气环境腐蚀试验站网与数据共享平台简介 322