超临界水环境材料腐蚀理论及应用

目录“博士后文库”序言前言第1章绪论11.1超临界水及其应用11.1.1超临界水11.1.2超临界水的应用21.2水蒸气及亚临界水环境中合金腐蚀研究现状61.2.1水蒸气占优环境合金腐蚀61.2.2亚临界水环境合金腐蚀81.3超临界水环境合金腐蚀与防护的研究现状91.3.1近纯超临界水环境合金腐蚀91.3.2含盐非氧化性超临界水环境合金腐蚀101.3.3氧化性超临界水环境合金腐蚀121.3.4超临界水氧化处理系统中的典型防腐策略131.4本书主要内容17参考文献18第2章超临界水环境典型用材及其腐蚀关键环境因素232.1超临界水环境典型用材的种类与使用场景232.1.1低合金耐热钢232.1.2铁素体-马氏体耐热钢272.1.3奥氏体耐热钢292.1.4镍基合金352.1.5其他材料382.1.6典型使用场景392.2材料腐蚀的关键环境因素402.2.1温度402.2.2压力412.2.3pH42参考文献43第3章近纯超临界水环境材料腐蚀特性及氧化膜行为机理443.1铁马氏体钢腐蚀特性443.1.1氧化动力学443.1.2氧化膜表面形貌及成分453.1.3氧化膜结构513.2奥氏体钢腐蚀特性533.2.1氧化动力学533.2.2氧化膜表面形貌及成分553.2.3氧化膜结构663.3材料早期氧化机理713.3.1铁马氏体钢713.3.2奥氏体钢723.4氧化膜开裂和剥落机理74参考文献77第4章含盐非氧化性超临界水环境材料腐蚀特性及机理824.1亚/超临界水中无机盐的特性与影响824.1.1典型无机盐的基本特性824.1.2典型无机盐对材料腐蚀行为的影响834.2硫化物-有机质-超临界水共存条件下典型铁/镍基合金腐蚀特性854.2.1腐蚀动力学854.2.2剧增腐蚀合金特性874.2.3非剧增腐蚀合金特性894.3含硫化物超临界水环境合金腐蚀机理与微纳尺度过程914.3.1合金腐蚀机理分析914.3.2合金腐蚀微纳尺度过程934.4典型影响因素与腐蚀防控建议954.4.1合金元素及温度的影响规律954.4.2腐蚀防控建议99参考文献100第5章高氧复杂超临界水环境合金腐蚀特性及机理1035.1高氧超临界水环境合金腐蚀特性及腐蚀层生长机理1045.1.1铁基合金腐蚀特性1055.1.2镍基合金腐蚀特性1085.1.3腐蚀层的形成与生长机理1105.1.4超临界水氧化反应体系的防腐思考1155.2高氧复杂超临界水环境盐沉积层对镍基合金腐蚀行为的影响1165.2.1腐蚀行为特征1165.2.2腐蚀产物1225.2.3合金元素的作用1235.2.4共存溶解氧的影响1245.3高氧复杂超临界水环境熔融盐作用下的合金腐蚀特性及机理1245.3.1腐蚀形貌特性1245.3.2腐蚀组分特性1265.3.3腐蚀层结构分布特性1295.3.4合金元素腐蚀机理1305.3.5侵蚀性离子的影响机制133参考文献134第6章近纯超临界水环境合金氧化膜的点缺陷类型及生长物化基础过程1406.1氧化膜外层点缺陷类型1406.2氧化膜内层点缺陷类型1426.2.1氧化膜内层生长的供氧体形式1426.2.2氧化膜内层金属阳离子的点缺陷类型1446.3氧化膜生长物化基础过程1456.3.1氧化膜生长物化基础过程的构建1456.3.2基于氧化膜生长物化基础过程的膜演变行为147参考文献150第7章超临界水环境合金腐蚀点缺陷理论1537.1超临界水环境合金腐蚀点缺陷模型基础1557.1.1界面电势降1567.1.2界面反应速率常数1577.1.3界面电流1627.2基于原子尺度腐蚀过程的氧化膜生长理论1657.2.1稳态下阻挡层的增厚1657.2.2膜外层的生长1667.2.3低密度超临界水环境合金的氧化增重1677.2.4阻挡层等体积生长现象的内在机理1687.3基于电化学阻抗谱的氧化膜诊断理论1697.3.1腐蚀体系总阻抗模型1697.3.2阻挡层的电容评估方法1707.3.3法拉第阻抗的建立171参考文献178第8章多因素耦合作用下的合金腐蚀行为预测1818.1原子级动力学模型对合金腐蚀行为的预测1828.1.1基于点缺陷腐蚀理论的原子级动力学模型构建1828.1.2微观腐蚀过程的解析及预测1838.1.3微观模型用于宏观腐蚀行为的预测1868.2基于机器学习的多因素耦合作用下的合金腐蚀行为仿真1908.2.1人工神经网络反向传播方法1918.2.2数据收集和预处理1938.2.3人工神经网络模型构建1948.2.4数据的模糊曲线分析1958.2.5多因素耦合作用下的关键腐蚀因素识别1968.2.6多因素耦合作用下的氧化增重影响197参考文献205第9章亚/超临界水环境在线腐蚀研究的基础方法及应用2109.1电化学在线测试电极2109.1.1三电极体系2119.1.2经典高温参比电极2119.2电位-pH图2149.3基于电化学噪声分析的腐蚀速率原位测试215参考文献222第10章新型耐蚀高安全性超临界水氧化处理系统的开发22510.1关键问题及解决思路22610.1.1换热器和反应器的腐蚀22610.1.2换热器的堵塞22710.1.3氧化剂加速腐蚀22810.1.4超压保护和紧急泄压22910.2系统工艺的新型开发23010.2.1关键工艺参数的影响及优化23110.2.2新型工艺设备及控制策略238参考文献243第11章展望246编后记249