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耐腐蚀研究迫在眉睫

来源: 上海百若试验仪器有限公司 日期:2016年07月01日  点击数:载入中...

在日前召开的主题为“深海极端环境下材料腐蚀科学理论与关键实验技术”的香山科学会议第423次学术讨论会上,会议执行主席、中国科学院兰州化学物理研究所研究员薛群基院士表示:“海洋材料是海洋科技的基础,而加速深海环境材料腐蚀研究对落实国家海洋发展战略已是迫在眉睫。”

腐蚀损失大 随着陆地资源的枯竭,人类加快了走向海洋的步伐。跨海大桥、海底隧道、海洋石油平台等重大工程不断建设,防护材料、探测材料、防止油料泄漏的环境材料、海防装备材料等多种用途的海洋材料在这些工程中被广泛使用。

然而,这些海洋工程材料所面临的最大挑战便是海洋环境中的“腐蚀”。据会议执行主席、中科院海洋研究所研究员侯保荣院士介绍,海洋环境材料腐蚀和生物污损是海洋工程材料损伤的显著特征,直接影响海洋设施安全。 数据显示,我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达900亿元人民币,其中,海洋腐蚀占到30%以上。 薛群基向《中国科学报》记者解释,海水含盐量一般为3%左右,是天然的强电解质。大多数常用的金属结构材料会受海水腐蚀,并且材料的耐腐蚀性能随暴露条件的不同而发生很大的变化。例如,由于海洋“浪花飞溅区”和“潮差区”供氧充分,这些区域的金属保护涂层通常更易损坏,材料腐蚀现象最严重。

除海水腐蚀外,由海洋微生物带来的腐蚀也导致较大损失。据统计,与海洋微生物附着有关的材料腐蚀破坏占到海洋材料腐蚀总量的30%左右。深海热液区受关注 而在各类海洋腐蚀中,“深海热液区”的腐蚀被认为是未来海洋材料腐蚀损伤研究的突破口。1979年,科学家在东太平洋洋中脊的加拉帕哥斯断裂带约2600米的海底熔岩上,发现数十个冒着黑色烟雾的烟囱。约350摄氏度的含矿热液从直径约15厘米的烟囱中喷出,这一区域被称为“深海热液区”。 从海洋的外部条件来看,这一区域具有海洋中最苛刻的环境,如高温、高压和高腐蚀性,因此,对深海探测装备也提出了更高要求。

对此,会议执行主席、上海海事大学材料科学与工程研究院教授尹衍升指出,目前,对于深海材料的腐蚀机制研究仍是空白,针对其特殊的生物结构、代谢行为和作用机制的研究将为新型深海材料的研究奠定基础。 变被动为主动 然而,深海环境模拟、半生命界面、特种金属材料腐蚀防护技术,我国目前在深海材料研究和应用中仍存在诸多空白。“以往,我们只在材料家族中为深海工程挑选已经存在的普通或针对性制备的材料,当该材料适应不了海洋的特殊环境时,人们再去研究如何防护和改进,总是处在一种被动的寻求状态。”薛群基说。 他建议,海洋材料应该像航天航空、生物材料那样旗帜鲜明地提出来进行专门研究。而未来海洋材料的研究需配合国家“巩固近海、拓展远海、探索深海”的海洋战略要求,“巩固近海才能维护我们的生存环境,扩展远海才能维护我们的领土完整,探索深海才能惠及我们的子孙后代。”薛群基说。 与会专家一致认为,随着海洋产业在国民经济中的比重日益增长,海洋材料必将发展成为我国未来的新兴战略型支柱产业。

目前,国产试验设备中,以上海百若试验仪器有限公司开发的慢应变速率应力腐蚀试验机是适应于海洋材料、航空航天材料、核电材料耐腐蚀研究的极佳设备,该设备依配置不同,可进行不同的试验,如:SSRT\CERT\CFT\CT.慢应变速率应力腐蚀试验,横应力应力腐蚀试验,应力腐蚀疲劳试验,应力腐蚀蠕变试验。同时,还可以配置DPCD裂纹萌生扩展测量装置,进行CT试样的裂纹长度的测量。

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