弗吉尼亞大學(xué)（弗吉尼亞州夏洛茨維爾）的一組研究人員正在努力提高循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱的測(cè)試效率，目的是更快地向客戶(hù)提供關(guān)于各種金屬潛在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)。與勞斯萊斯（德國(guó)，英國(guó)）等主要組織的合作使得學(xué)校能夠?qū)υ囼?yàn)進(jìn)行修改和改進(jìn)試驗(yàn)裝置，而使用的裝置為一種商業(yè)化的產(chǎn)品，在測(cè)試過(guò)程中可以控制內(nèi)部的溫度、濕度和鹽度等參數(shù)。

弗吉尼亞大學(xué)工程教授羅伯特·凱利（Robert Kelly）拿著在循環(huán)腐蝕試驗(yàn)室中受到加速腐蝕的那些不銹鋼壓縮機(jī)葉片。

    由Robert Kelly（工程）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)在裝置內(nèi)部填充臭氧并與內(nèi)部氣體混合最終有效地加快了腐蝕的過(guò)程。根據(jù)研究人員的說(shuō)法，來(lái)自市場(chǎng)可購(gòu)買(mǎi)的臭氧發(fā)生器和紫外線（UV）燈的臭氧添加劑可以幫助研究者實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)的腐蝕環(huán)境模擬。Kelly教授提及臭氧本身就是一種非常有效地氧化劑，但是在這些加速腐蝕的設(shè)備往往沒(méi)有考慮到臭氧可以加速腐蝕這一功能。

    改進(jìn)的腔室包括一個(gè)子系統(tǒng)，其從清潔的壓縮空氣產(chǎn)生高達(dá)23.2ppm的臭氧，另一個(gè)子系統(tǒng)可產(chǎn)生高達(dá)50W / m 2 的UV光強(qiáng)度。 Kelly發(fā)現(xiàn)臭氧在鹽霧試驗(yàn)期間加速了金屬的腐蝕，并且當(dāng)臭氧也存在時(shí)，加入U(xiǎn)V光進(jìn)一步增加了腐蝕速率。

    勞斯萊斯的測(cè)試：

    使用這個(gè)改進(jìn)的腔室，Kelly的團(tuán)隊(duì)測(cè)試了電力系統(tǒng)供應(yīng)商勞斯萊斯提供的金屬樣品。 該公司與學(xué)校的三個(gè)研究中心合作，將小型，彎曲的陶瓷涂層噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)葉片進(jìn)行了送檢。

    該次測(cè)試選定樣品為不同厚度的樣品。較薄的涂層意味著葉片更輕并且可以更快地轉(zhuǎn)動(dòng)，但是太薄的涂層將會(huì)使腐蝕在飛行和環(huán)境條件的壓力下傳播。為了測(cè)試每個(gè)葉片，進(jìn)行了侵蝕性的鹽霧試驗(yàn)以加速它們?cè)陲w機(jī)渦輪機(jī)中可能面臨的損壞過(guò)程（圖2）。

  為了測(cè)試每個(gè)葉片的腐蝕狀況，進(jìn)行了侵蝕性鹽霧試驗(yàn)以加速它們作為飛機(jī)渦輪機(jī)的一部分時(shí)可能面臨的損壞，如圖所示。

    通過(guò)使用Kelly的修改和測(cè)試協(xié)議，該團(tuán)隊(duì)能夠向勞斯萊斯提供關(guān)于壓縮機(jī)葉片承受沖擊力的數(shù)據(jù)。葉片來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)前部的壓縮機(jī)，其準(zhǔn)備用于空氣的燃燒。因此，它們將暴露于各種各樣的環(huán)境因素下。

    “我們將它們暴露在100小時(shí)的測(cè)試中，并且提高溫度，加速濕和干循環(huán)，使得測(cè)試更具化學(xué)侵蝕性，而不改變腐蝕所造成的損害類(lèi)型。”Kelly說(shuō)。“我們進(jìn)行的測(cè)試比之前勞斯萊斯在其刀片上使用的測(cè)試快16倍，從而節(jié)省了大量的金錢(qián)和時(shí)間。”

    研究領(lǐng)域：

    Kelly說(shuō)他的研究小組目前專(zhuān)注于大氣局部腐蝕；并且對(duì)一些水下環(huán)境的高性能合金的腐蝕進(jìn)行了研究，尤其是一些高性能合金在航空航天以及核燃料管等領(lǐng)域的應(yīng)用的腐蝕研究；該團(tuán)隊(duì)也對(duì)不同尺度的模型來(lái)模擬腐蝕的進(jìn)展。

    眾所周知，腐蝕無(wú)時(shí)不刻的在發(fā)生，你卻無(wú)法有效地阻止腐蝕的發(fā)生，但是可以延緩腐蝕的過(guò)程，這樣材料也具有更長(zhǎng)的使用壽命。

    該小組向美國(guó)核管理委員會(huì)（美國(guó)馬里蘭州羅克維爾）和能源部（華盛頓特區(qū)）提供了關(guān)于儲(chǔ)存核廢料的Yucca Mountain項(xiàng)目的技術(shù)支持服務(wù)；此外也為美國(guó)空軍的老化飛機(jī)計(jì)劃（弗吉尼亞州阿靈頓）和國(guó)家航空和航天局安全工程中心以及911五角大樓紀(jì)念館提供技術(shù)服務(wù)。

    美國(guó)電化學(xué)科學(xué)中心的Kelly部門(mén)總監(jiān)提及：“電化學(xué)是一個(gè)非?？焖?、有效的方式，能夠判定腐蝕對(duì)材料存在的潛在影響，而不改變其腐蝕過(guò)程造成的影響。”

    Scully補(bǔ)充道，一些材料的腐蝕過(guò)程持續(xù)很多年，材料本身的性能越來(lái)越弱，直到達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí)，將失去其初始性能。

    未來(lái)行業(yè)客戶(hù)：

    據(jù)Kelly介紹，勞斯萊斯團(tuán)隊(duì)對(duì)測(cè)試結(jié)果感到滿(mǎn)意，最值得注意的是，通過(guò)對(duì)腔室進(jìn)行改裝而提供的更快的時(shí)間（圖3）。

    測(cè)試是對(duì)勞斯萊斯非常有幫助的，因?yàn)槲覀兡軌蚋斓氐玫酱鸢福琄elly說(shuō)， 對(duì)他們來(lái)說(shuō)，這是非常有利的。

 Kelly實(shí)驗(yàn)室中的循環(huán)腐蝕測(cè)試儀可以加速材料的腐蝕過(guò)程，從而使腐蝕變得明顯。

    Scully還指出，像勞斯萊斯壓縮機(jī)葉片這樣的挑戰(zhàn)為部門(mén)提供了擴(kuò)展行業(yè)一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以有效地改進(jìn)產(chǎn)品，為年輕研究人員提供了重要的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)?；诜e極的反饋，Scully預(yù)計(jì)更多的合作伙伴將在未來(lái)幾個(gè)月和幾年內(nèi)會(huì)與Kelly的腐蝕研究團(tuán)隊(duì)合作。

    “每個(gè)外部贊助商來(lái)到這里都有他們的問(wèn)題，這對(duì)腐蝕研究有很高的需求，”Scully說(shuō)， 他們也可能需要受過(guò)培訓(xùn)的人員。

    展望未來(lái)，Kelly還希望改善腐蝕研究行業(yè)與其他相關(guān)領(lǐng)域的合作，希望找到更好的解決方案。

    “這結(jié)合了化學(xué)，物理，數(shù)學(xué)等一些我們需要考慮的其他領(lǐng)域，因?yàn)樗c許多其他的領(lǐng)域交叉，這讓我們有機(jī)會(huì)與很多人合作，”Kelly說(shuō)，“  這是一個(gè)能使一些科學(xué)研究項(xiàng)目能夠一直走到最后，直到能得到應(yīng)用的一個(gè)基本的科學(xué)。”

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