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內容簡介

　　《中國腐蝕狀況及控製戰略研究叢書：海洋環境腐蝕過程陰極溶解氧還原反應》以在海洋環境腐蝕中扮演重要角色的溶解氧還原反應為研究對象，在就該電化學反應的動力學特點、機理與模型、常用研究方法等進行初步介紹後，重點闡述鋼鐵材料和典型有色金屬材料上該電化學反應的路徑與特點、海洋微生物膜對該電化學反應的影響，並對海洋環境中該電化學反應的有效利用進行概述。
　　《中國腐蝕狀況及控製戰略研究叢書：海洋環境腐蝕過程陰極溶解氧還原反應》可供從事腐蝕與防護、電分析化學等領域研究和應用人員閱讀、參考。

目錄

叢書序
叢書前言
序
前言

第1章 海洋環境腐蝕電化學過程
1．1 海洋環境腐蝕概述
1．1．1 海洋環境因素與腐蝕特徵
1．1．2 海洋環境腐蝕常見類型
1．1．3 海洋環境腐蝕常用防護方法
1．2 海洋環境腐蝕電化學反應
1．2．1 電化學反應基礎
1．2．2 海洋環境腐蝕陽極反應
1．2．3 海洋環境腐蝕陰極反應

第2章 溶解氧還原反應常用電化學研究方法
2．1 循環伏安法
2．1．1 基本原理
2．1．2 應用實例
2．2 極化麯綫法
2．2．1 基本原理
2．2．2 應用實例
2．3 電化學阻抗譜法
2．3．1 基本原理
2．3．2 應用實例
2．4 鏇轉圓盤電極法
2．4．1 基本原理
2．4．2 應用實例
2．5 鏇轉圓環．圓盤電極
2．5．1 基本原理
2．5．2 應用實例

第3章 鋼鐵材料上的溶解氧還原反應
3．1 純鐵上的溶解氧還原反應
3．2 碳鋼上的溶解氧還原反應
3．2．1 預鈍化Q235鋼在模擬海水中的溶解氧還原反應
3．2．2 預鈍化Q235鋼在模擬混凝土孔隙液中的溶解氧還原反應
3．2．3 不同處理方法對20鋼在模擬海水中溶解氧還原反應的影響
3．3 低閤金鋼上的溶解氧還原反應
3．3．1 預鈍化x60鋼上的溶解氧還原反應
3．3．2 不同處理方法對x60鋼上溶解氧還原反應的影響
3．4 閤金鋼上的溶解氧還原反應
3．4．1 不銹鋼上的溶解氧還原反應
3．4．2 不同處理方法對不銹鋼上溶解氧還原反應的影響

第4章 典型有色金屬材料上的溶解氧還原反應
4．1 銅及其閤金上的溶解氧還原反應
4．1．1 銅及其閤金簡介
4．1．2 不同處理方法對銅上溶解氧還原反應的影響
4．1．3 其他因素對銅及其閤金上溶解氧還原反應的影響
4．2 鋁及其閤金上的溶解氧還原反應
4．2．1 鋁及其閤金簡介
4．2．2 AA2024．T3高強度鋁閤金上的溶解氧還原反應
4．3 鋅及其閤金上的溶解氧還原反應
4．3．1 鋅及其閤金簡介
4．3．2 鋅上的溶解氧還原反應
4．3．3 鋅閤金上的溶解氧還原反應
4．4 鎳及其閤金上的溶解氧還原反應
4．4．1 鎳及其閤金簡介
4．4．2 鎳上的溶解氧還原反應
4．4．3 鎳閤金上的溶解氧還原反應

第5章 海洋微生物對溶解氧還原反應的影響
5．1 天然海洋微生物膜對溶解氧還原反應的影響
5．1．1 天然海洋微生物膜的形成發展過程
5．1．2 天然海水中鈍性金屬材料的開路電位正移現象
5．1．3 天然海洋微生物膜對溶解氧還原反應的作用機製
5．2 典型單菌株對溶解氧還原反應的影響
5．2．1 溶解氧還原反應電化學活性微生物的菌種多樣性
5．2．2 鐵細菌對溶解氧還原反應的作用
5．2．3 硫酸鹽還原菌對溶解氧還原反應的作用

第6章 海洋環境中溶解氧還原反應的利用
6．1 海水金屬空氣電池
6．1．1 海水鋁空氣電池
6．1．2 海水鎂空氣電池
6．2 沉積物微生物燃料電池
6．2．1 微生物燃料電池
6．2．2 沉積物微生物燃料電池
參考文獻

精彩書摘

　　《中國腐蝕狀況及控製戰略研究叢書：海洋環境腐蝕過程陰極溶解氧還原反應》：
　　1.全麵腐蝕
　　全麵腐蝕又稱均勻腐蝕，是指金屬材料與腐蝕介質互相接觸的部位均勻地遭到腐蝕損壞的現象。這種腐蝕形態隻有少數的碳鋼、低閤金鋼在全浸腐蝕條件時齣現。全麵腐蝕的危險性相對而言較小，是一種可預測的海洋腐蝕形態，根據腐蝕速率和預期材料壽命，在工程設計上預留腐蝕餘量即可。
　　2.局部腐蝕
　　局部腐蝕是指在與腐蝕環境接觸的整個金屬錶麵上，某些區域發生優先集中腐蝕。局部腐蝕主要是由於材料存在錶麵電化學不均一，形成局部腐蝕原電池而引發的。局部腐蝕雖然平均重量損失較小，但由於腐蝕損失主要集中於某些區域，其危險性大。下麵是幾種常見的局部腐蝕形態。
　　1）點蝕
　　點蝕又稱小孔腐蝕，其突齣特點為材料的大部分錶麵不腐蝕或輕微腐蝕，而在局部區域産生於錶麵嚮內擴展的點坑。通常在金屬材料的錶麵缺陷處容易引起點蝕發生，這些缺陷包括非金屬夾雜、鹽粒及汙染物的局部沉積、保護膜破裂、成分偏析、晶界及晶格缺陷等。對鈍性材料（如不銹鋼、鋁閤金）來講，在海洋環境中由於大量氯離子的存在，極易在鈍化膜缺陷處發生點蝕。
　　2）縫隙腐蝕
　　縫隙腐蝕是由於金屬錶麵與其他金屬或非金屬錶麵形成縫隙，縫隙中電解質溶液的溶解氧含量低於縫隙外的，進而形成氧濃差電池.導緻縫隙部位發生嚴重的局部腐蝕。海洋環境中金屬構件中的鉚接或鏍釘接頭等都不可避免地存在著縫隙，因而縫隙腐蝕是海洋環境腐蝕的一種重要腐蝕形式。
　　3）晶間腐蝕
　　晶間腐蝕是一種比較特殊的局部選擇性腐蝕，通常腐蝕沿晶界嚮閤金的內部發展，從而使晶粒間的結閤力大幅降低，失去瞭原有的機械強度。由於産生晶間腐蝕後，從錶麵上看金屬材料仍有金屬光澤，幾乎看不到腐蝕，所以其危害性很大。這種腐蝕主要發生於各種閤金材料中，如銅閤金、鋁閤金、鎳基閤金、鎂閤金等。
　　4）電偶腐蝕
　　又稱接觸腐蝕，是指不同腐蝕電位的兩種金屬在電解質溶液中相互接觸時産生電位差，由此構成宏觀腐蝕電池而引起的腐蝕。電偶腐蝕主要發生在不同金屬接觸及鄰近區域，對其他區域影響較小，腐蝕速率不均勻分布，距離接觸區域越遠受到的影響越小。影響電偶腐蝕的因素眾多，主要包括電極電位差、極化性、介質性質及其導電性、溫度、pH、麵積比等。在海洋工程技術中，采用不同金屬或閤金來製造結構物是不可避免的，因此在海洋環境中發生電偶腐蝕的情況較普遍。電偶腐蝕可被有效利用，即通常所說的犧牲陽極保護。
　　5）應力腐蝕
　　應力腐蝕是由殘餘或外加應力和腐蝕聯閤作用導緻的腐蝕損傷。影響應力腐蝕的因素包括金屬及閤金成分與組織結構、應力大小、介質的種類及濃度、溫度等。應力腐蝕往往會發生沒有形變先兆的突然斷裂，容易造成嚴重事故，其危險性較大。置於海水中的奧氏體不銹鋼、高強度鋼、鋁閤金等都存在應力腐蝕現象。
　　6）氫脆
　　氫脆是由於氫和應力的共同作用而導緻金屬材料産生脆性斷裂的現象。氫脆的影響因素主要包括氫含量、溫度、應變速率、金屬材料的強度、成分與組織結構等。處於海洋環境中的高強度鋼和超高強度鋼，在陰極保護下，可能存在過保護問題，部分氫嚮鋼內部擴散。經一段孕育期後，在鋼內産生裂紋，裂紋逐步擴展，最後突然産生氫緻延滯斷裂。
　　7）空泡腐蝕
　　空泡腐蝕簡稱空蝕，在一定溫度環境條件下，材料因腐蝕介質局部壓力變化導緻空泡形成和潰滅而産生破壞。空泡腐蝕一般認為是一種疲勞破壞，形貌一般呈海綿狀和蜂窩狀，有時産生針孔和麻點。在海洋環境中，船舶的螺鏇槳與泵軸等過流部位是空泡腐蝕發生的重點區域。
　　……

前言/序言

　　波瀾壯闊的海洋作為生命的母體與搖籃，孕育瞭萬韆生命。三四十億年前，原始海洋齣現瞭原始生命——古細菌，而隨著生命的演化，藍細菌的登場帶來瞭氧氣，氧氣的齣現使得地球慢慢成為生命的伊甸園。目前，地球上絕大多數生物，尤其是人和高等動物，需要以氧為氧化劑從有機物的氧化中獲取能量來維持生命，因此，氧氣對生命至關重要。而對非生命體來講，氧氣可能有毒害性，如鋼鐵材料的吸氧腐蝕。
　　由於海水呈弱堿性且溶解有相當量的氧，除電位很負的鎂及其閤金外，幾乎所有的工程金屬材料在海水中的電化學腐蝕都屬於吸氧腐蝕，即陰極反應為溶解氧還原反應。鑒於溶解氧還原反應在海洋環境腐蝕中的重要性，非常有必要對該電化學反應進行深入研究，以深化海洋腐蝕機理認識，為海洋工程設施的腐蝕防護提供依據。目前，溶解氧還原反應的研究主要集中於新能源領域，而在腐蝕領域的研究報道不多。本書共6章。第1章首先概述海洋環境腐蝕引齣溶解氧還原反應，並從反應動力學、機理與模型等方麵對溶解氧還原反應進行初步介紹；第2章主要介紹溶解氧還原反應的常用研究方法，在闡述研究方法的工作原理後給齣應用實例；第3章和第4章分彆介紹鋼鐵材料和典型有色金屬材料上的溶解氧還原反應，鋼鐵材料按純鐵、碳鋼、低閤金鋼和閤金鋼四部分進行介紹，典型有色金屬材料主要涉及銅、鋁、鋅、鎳及其閤金；第5章介紹海洋微生物膜對溶解氧還原反應的影響，按照先天然海洋微生物膜後典型單菌株的順序，單菌株中尤其突齣瞭鐵細菌和硫酸鹽還原菌的作用；在介紹瞭溶解氧還原反應對海洋工程材料的破壞作用後，在最後一章（第6章）中介紹海洋環境中溶解氧還原反應的有效利用，這部分主要包括海水金屬空氣電池和沉積物微生物燃料電池。
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