Corrosion Science and Technology, Second Edition pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:CRC Press

作者:David E.J. Talbot

出品人:

頁數:552

译者:

出版時間:2007-6-7

價格:USD 164.95

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780849392481

叢書系列:

圖書標籤:

腐蝕
材料科學
金屬腐蝕
電化學
錶麵處理
腐蝕控製
工程材料
材料工程
腐蝕機理
工業腐蝕

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具體描述

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.

《材料失效的內在機製與預防策略：高級篇》本書簡介本書深入探討瞭現代工程材料在復雜服役環境下麵臨的失效問題，聚焦於材料科學、腐蝕物理學和界麵化學的前沿交叉領域。它旨在為材料工程師、腐蝕科學傢以及高風險行業（如航空航天、能源、化工和基礎設施）的技術人員提供一個全麵且極具深度的知識體係，超越基礎腐蝕現象的描述，直擊失效的本源機製與先進的控製技術。第一部分：先進材料的界麵行為與微觀結構演變本部分首先構建瞭理解材料在極端條件下穩定性的理論基礎，重點關注材料與環境界麵的動態交互過程。第一章：高熵閤金與功能梯度材料的反應動力學本章詳細分析瞭新型多組分閤金（如高熵閤金，HEAs）在高溫、高壓、富含活性物種（如硫化物、氯化物）環境中的行為。不同於傳統閤金的簡單固溶強化機製，本章著重探討瞭高熵閤金內部各元素競爭性氧化或硫化反應的動力學模型，引入瞭基於密度泛函理論（DFT）計算的錶麵能與活化能分析方法。內容涵蓋瞭晶界擴散的異質性、局部富集相的形成及其對保護膜穩定性的影響。同時，針對功能梯度材料（FGMs），我們側重於材料成分沿厚度方嚮的梯度變化如何影響應力分布與腐蝕速率。通過三維有限元分析（FEA）結閤實驗驗證，解析瞭梯度結構如何誘導局部應力集中，從而加速應力腐蝕開裂（SCC）的萌生與擴展。第二章：電化學噪聲與在綫監測的拓撲分析本章摒棄瞭傳統的電化學極化麯綫分析（如塔菲爾外推法），轉而聚焦於瞬態電化學噪聲（EN）技術的深度應用。我們引入瞭非綫性動力學和拓撲數據分析（TDA）方法來處理復雜的噪聲信號。重點內容包括：利用相空間重構技術識彆腐蝕過程中的臨界轉變點，區分點蝕（Pitting）的隨機萌生與晶界腐蝕的周期性特徵。此外，還詳細介紹瞭利用深度學習算法（如LSTM網絡）對分布式傳感器網絡捕獲的電化學信號進行實時模式識彆，以預測結構健康狀態的先進方法。第三章：固態電解質與電池係統中的界麵腐蝕隨著固態電池和燃料電池技術的成熟，固-固界麵腐蝕成為關鍵瓶頸。本章深入研究瞭固態電解質（如LLZO、硫化物基固態電解質）與正負極材料之間的化學兼容性。我們探討瞭固態界麵處鋰枝晶（Lithium Dendrite）穿透機製，重點分析瞭界麵能壘、空間電荷層的形成以及機械應力對界麵離子遷移率的耦閤影響。內容還包括瞭對固態電解質/電極界麵的原位（In-situ）X射綫衍射（XRD）分析，以追蹤電池循環過程中固態電解質的晶格畸變與腐蝕産物的生成。第二部分：復雜環境下的材料失效模式與機理本部分聚焦於幾種在現代工業體係中至關重要的、具有高度耦閤性的復雜腐蝕機製。第四章：高溫氧化與熱腐蝕的協同效應本章區分瞭單純的高溫氧化與熱腐蝕（Hot Corrosion）的本質區彆。熱腐蝕，尤其是在燃氣輪機葉片中遇到的，涉及熔融鹽（如硫酸鈉、氯化物）的侵蝕。我們詳細解析瞭熔融鹽層下，氧氣和硫化物嚮基體內部擴散的速率控製步驟。內容涵蓋瞭釩酸鹽、鉑族金屬（PGMs）添加劑對保護性氧化物層（如$ ext{Cr}_2 ext{O}_3$或$ ext{Al}_2 ext{O}_3$）再生的影響，以及如何通過“反應梯度”模型來優化塗層的熱循環壽命。第五章：應力腐蝕開裂（SCC）的斷裂力學與環境敏感性本章將SCC分析提升到斷裂力學的高度。我們側重於SCC的萌生階段，即微裂紋的形成與擴展。通過引入“電化學活化區”模型，結閤原子尺度的分子動力學（MD）模擬，探討瞭特定離子（如$ ext{Cl}^-$, $ ext{CN}^-$）在裂尖鈍化層（Passive Film）的吸附、置換與局部溶解的物理化學過程。本章還包括瞭對氫緻脆化（Hydrogen Embrittlement）在SCC過程中的貢獻的量化評估，特彆是對高強度鋼和鈦閤金的影響。第六章：微生物影響腐蝕（MIC）的生物膜動力學與電化學耦閤 MIC的復雜性在於其生物學驅動力。本章深入分析瞭生物膜（Biofilm）的結構及其對局部腐蝕微環境的調控作用。我們使用共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）對生物膜內部的pH梯度和氧化還原電位梯度進行成像，揭示瞭硫酸鹽還原菌（SRB）和産酸菌如何通過電子傳遞途徑（Extracellular Electron Transfer, EET）與金屬基體形成“微生物燃料電池”。防治策略方麵，本章側重於新型非氧化性殺菌劑的篩選，以及基於生物膜代謝抑製而非直接殺滅的綠色控製技術。第三部分：前沿防護技術與長期服役保障本部分關注於新一代的腐蝕防護策略，特彆是那些集成智能反饋機製的主動防護係統。第七章：自修復塗層與智能緩蝕劑的釋放動力學本書詳細介紹瞭具有自修復能力的聚閤物塗層。內容包括：基於微膠囊技術（Microencapsulation）的腐蝕抑製劑（如磷酸鹽、鈰鹽）的封裝與破裂機製。更進一步，我們探討瞭利用熱敏、光敏或pH敏感的聚閤物基體實現“按需釋放”的緩蝕劑係統。通過分析緩蝕劑在塗層缺陷處的擴散係數和在基體錶麵的吸附/脫附平衡，建立瞭塗層壽命的預測模型。第八章：錶麵工程的原子層沉積（ALD）與界麵控製原子層沉積（ALD）作為一種精確控製厚度和化學組分的錶麵技術，在極端腐蝕防護中正發揮關鍵作用。本章專注於利用ALD技術在復雜幾何結構（如多孔材料、高深寬比結構）上沉積超薄的、無針孔的保護層（如$ ext{Al}_2 ext{O}_3$, $ ext{HfO}_2$）。我們探討瞭ALD過程參數（如前驅體選擇、反應溫度）如何影響薄膜的晶體結構、密度以及對基體材料的應力狀態，從而優化其在含氯離子環境下的阻隔性能。第九章：材料選擇與服役壽命的貝葉斯概率評估最後，本章將材料科學與風險管理相結閤。我們提齣瞭基於貝葉斯推斷的服役壽命評估框架，用於處理不確定性高、數據稀疏的腐蝕數據集。該方法允許工程師在獲取少量現場數據後，動態更新對材料失效概率的認知。內容包括：如何構建先驗概率模型，如何將加速腐蝕試驗數據整閤到貝葉斯模型中，並最終為關鍵結構提供基於可靠性指標（如目標可靠度指標$eta$）的維護決策支持。本書的深度和廣度，使其成為材料失效分析領域研究人員和高級工程實踐者的必備參考書。它強調的是機製的深刻理解、先進的錶徵技術與前瞻性的防護策略的結閤。