Corrosion Science and Technology, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:David E.J. Talbot

出品人:

页数:552

译者:

出版时间:2007-6-7

价格:USD 164.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849392481

丛书系列:

图书标签:

腐蚀
材料科学
金属腐蚀
电化学
表面处理
腐蚀控制
工程材料
材料工程
腐蚀机理
工业腐蚀

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具体描述

Despite their efforts, industries continue to lose millions of dollars every year to the destructive effects of corrosion on both structures and equipment. A large part of the problem is that diagnosing its causes and developing strategies to avoid corrosion depend on the application of principles drawn from a broad spectrum of physical sciences not typically encountered in engineering and other technical disciplines associated with industrial production. While continuing to fully explain the basic principles needed to understand corrosion science, this new edition of Corrosion Science and Technology has been updated and expanded to present the very latest technologies and strategies for limiting costly metal degradation caused by corrosion. Written by respected experts who possess an understanding of the sciences involved as well as experience with the development of corrosion control methods, this volume describes the chemistry, electrochemistry, physics, and metallurgy of various types of metals, and evaluates numerous protection measures and surface treatments. New to the Second Edition * New chapters that examine the corrosion resistance of copper, nickel, titanium, and their respective alloys * An entire chapter devoted to the expanded discussion of cathodic protection by impressed current and sacrificial anodes * Extended coverage of the equipment used in the medicine, power generation, and marine environments * Additional case histories and recently employed real-world applications Exploring corrosion control methods used in an expanded variety of commercial enterprises including aviation, automobile manufacturing, food processing, and building construction, this practical guide presents proven and cost-effective methods that industrial engineers can call upon to better protect material assets.

《材料失效的内在机制与预防策略：高级篇》本书简介本书深入探讨了现代工程材料在复杂服役环境下面临的失效问题，聚焦于材料科学、腐蚀物理学和界面化学的前沿交叉领域。它旨在为材料工程师、腐蚀科学家以及高风险行业（如航空航天、能源、化工和基础设施）的技术人员提供一个全面且极具深度的知识体系，超越基础腐蚀现象的描述，直击失效的本源机制与先进的控制技术。第一部分：先进材料的界面行为与微观结构演变本部分首先构建了理解材料在极端条件下稳定性的理论基础，重点关注材料与环境界面的动态交互过程。第一章：高熵合金与功能梯度材料的反应动力学本章详细分析了新型多组分合金（如高熵合金，HEAs）在高温、高压、富含活性物种（如硫化物、氯化物）环境中的行为。不同于传统合金的简单固溶强化机制，本章着重探讨了高熵合金内部各元素竞争性氧化或硫化反应的动力学模型，引入了基于密度泛函理论（DFT）计算的表面能与活化能分析方法。内容涵盖了晶界扩散的异质性、局部富集相的形成及其对保护膜稳定性的影响。同时，针对功能梯度材料（FGMs），我们侧重于材料成分沿厚度方向的梯度变化如何影响应力分布与腐蚀速率。通过三维有限元分析（FEA）结合实验验证，解析了梯度结构如何诱导局部应力集中，从而加速应力腐蚀开裂（SCC）的萌生与扩展。第二章：电化学噪声与在线监测的拓扑分析本章摒弃了传统的电化学极化曲线分析（如塔菲尔外推法），转而聚焦于瞬态电化学噪声（EN）技术的深度应用。我们引入了非线性动力学和拓扑数据分析（TDA）方法来处理复杂的噪声信号。重点内容包括：利用相空间重构技术识别腐蚀过程中的临界转变点，区分点蚀（Pitting）的随机萌生与晶界腐蚀的周期性特征。此外，还详细介绍了利用深度学习算法（如LSTM网络）对分布式传感器网络捕获的电化学信号进行实时模式识别，以预测结构健康状态的先进方法。第三章：固态电解质与电池系统中的界面腐蚀随着固态电池和燃料电池技术的成熟，固-固界面腐蚀成为关键瓶颈。本章深入研究了固态电解质（如LLZO、硫化物基固态电解质）与正负极材料之间的化学兼容性。我们探讨了固态界面处锂枝晶（Lithium Dendrite）穿透机制，重点分析了界面能垒、空间电荷层的形成以及机械应力对界面离子迁移率的耦合影响。内容还包括了对固态电解质/电极界面的原位（In-situ）X射线衍射（XRD）分析，以追踪电池循环过程中固态电解质的晶格畸变与腐蚀产物的生成。第二部分：复杂环境下的材料失效模式与机理本部分聚焦于几种在现代工业体系中至关重要的、具有高度耦合性的复杂腐蚀机制。第四章：高温氧化与热腐蚀的协同效应本章区分了单纯的高温氧化与热腐蚀（Hot Corrosion）的本质区别。热腐蚀，尤其是在燃气轮机叶片中遇到的，涉及熔融盐（如硫酸钠、氯化物）的侵蚀。我们详细解析了熔融盐层下，氧气和硫化物向基体内部扩散的速率控制步骤。内容涵盖了钒酸盐、铂族金属（PGMs）添加剂对保护性氧化物层（如$ ext{Cr}_2 ext{O}_3$或$ ext{Al}_2 ext{O}_3$）再生的影响，以及如何通过“反应梯度”模型来优化涂层的热循环寿命。第五章：应力腐蚀开裂（SCC）的断裂力学与环境敏感性本章将SCC分析提升到断裂力学的高度。我们侧重于SCC的萌生阶段，即微裂纹的形成与扩展。通过引入“电化学活化区”模型，结合原子尺度的分子动力学（MD）模拟，探讨了特定离子（如$ ext{Cl}^-$, $ ext{CN}^-$）在裂尖钝化层（Passive Film）的吸附、置换与局部溶解的物理化学过程。本章还包括了对氢致脆化（Hydrogen Embrittlement）在SCC过程中的贡献的量化评估，特别是对高强度钢和钛合金的影响。第六章：微生物影响腐蚀（MIC）的生物膜动力学与电化学耦合 MIC的复杂性在于其生物学驱动力。本章深入分析了生物膜（Biofilm）的结构及其对局部腐蚀微环境的调控作用。我们使用共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）对生物膜内部的pH梯度和氧化还原电位梯度进行成像，揭示了硫酸盐还原菌（SRB）和产酸菌如何通过电子传递途径（Extracellular Electron Transfer, EET）与金属基体形成“微生物燃料电池”。防治策略方面，本章侧重于新型非氧化性杀菌剂的筛选，以及基于生物膜代谢抑制而非直接杀灭的绿色控制技术。第三部分：前沿防护技术与长期服役保障本部分关注于新一代的腐蚀防护策略，特别是那些集成智能反馈机制的主动防护系统。第七章：自修复涂层与智能缓蚀剂的释放动力学本书详细介绍了具有自修复能力的聚合物涂层。内容包括：基于微胶囊技术（Microencapsulation）的腐蚀抑制剂（如磷酸盐、铈盐）的封装与破裂机制。更进一步，我们探讨了利用热敏、光敏或pH敏感的聚合物基体实现“按需释放”的缓蚀剂系统。通过分析缓蚀剂在涂层缺陷处的扩散系数和在基体表面的吸附/脱附平衡，建立了涂层寿命的预测模型。第八章：表面工程的原子层沉积（ALD）与界面控制原子层沉积（ALD）作为一种精确控制厚度和化学组分的表面技术，在极端腐蚀防护中正发挥关键作用。本章专注于利用ALD技术在复杂几何结构（如多孔材料、高深宽比结构）上沉积超薄的、无针孔的保护层（如$ ext{Al}_2 ext{O}_3$, $ ext{HfO}_2$）。我们探讨了ALD过程参数（如前驱体选择、反应温度）如何影响薄膜的晶体结构、密度以及对基体材料的应力状态，从而优化其在含氯离子环境下的阻隔性能。第九章：材料选择与服役寿命的贝叶斯概率评估最后，本章将材料科学与风险管理相结合。我们提出了基于贝叶斯推断的服役寿命评估框架，用于处理不确定性高、数据稀疏的腐蚀数据集。该方法允许工程师在获取少量现场数据后，动态更新对材料失效概率的认知。内容包括：如何构建先验概率模型，如何将加速腐蚀试验数据整合到贝叶斯模型中，并最终为关键结构提供基于可靠性指标（如目标可靠度指标$eta$）的维护决策支持。本书的深度和广度，使其成为材料失效分析领域研究人员和高级工程实践者的必备参考书。它强调的是机制的深刻理解、先进的表征技术与前瞻性的防护策略的结合。