本书针对先进超(超)临界火电机组、超临界水冷核电机组及一系列国际前沿超临界水处理技术发展中的材料腐蚀共性关键问题，重点开展了各类超临界水环境中材料腐蚀的行为规律、诊断理论、预测方法及防护应用研究，获得了近纯、含盐非氧化性、高氧复杂超临界水环境中材料腐蚀的典型特性及机理；揭示了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，建立了超临界水环境合金腐蚀点缺陷理论，并进行了多因素耦合作用下合金腐蚀行为预测；分析了亚/超临界水环境在线腐蚀研究的基础方法及应用，提出了新型耐蚀高安全性超临界水氧化处理系统的开发思路。
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目录
“博士后文库”序言
前言
第1章绪论1
1.1超临界水及其应用1
1.1.1超临界水1
1.1.2超临界水的应用2
1.2水蒸气及亚临界水环境中合金腐蚀研究现状6
1.2.1水蒸气占优环境合金腐蚀6
1.2.2亚临界水环境合金腐蚀8
1.3超临界水环境合金腐蚀与防护的研究现状9
1.3.1近纯超临界水环境合金腐蚀9
1.3.2含盐非氧化性超临界水环境合金腐蚀10
1.3.3氧化性超临界水环境合金腐蚀12
1.3.4超临界水氧化处理系统中的典型防腐策略13
1.4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23
2.1超临界水环境典型用材的种类与使用场景23
2.1.1低合金耐热钢23
2.1.2铁素体-马氏体耐热钢27
2.1.3奥氏体耐热钢29
2.1.4镍基合金35
2.1.5其他材料38
2.1.6典型使用场景39
2.2材料腐蚀的关键环境因素40
2.2.1温度40
2.2.2压力41
2.2.3pH42
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44
3.1铁马氏体钢腐蚀特性44
3.1.1氧化动力学44
3.1.2氧化膜表面形貌及成分45
3.1.3氧化膜结构51
3.2奥氏体钢腐蚀特性53
3.2.1氧化动力学53
3.2.2氧化膜表面形貌及成分55
3.2.3氧化膜结构66
3.3材料早期氧化机理71
3.3.1铁马氏体钢71
3.3.2奥氏体钢72
3.4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82
4.1亚/超临界水中无机盐的特性与影响82
4.1.1典型无机盐的基本特性82
4.1.2典型无机盐对材料腐蚀行为的影响83
4.2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85
4.2.1腐蚀动力学85
4.2.2剧增腐蚀合金特性87
4.2.3非剧增腐蚀合金特性89
4.3含硫化物超临界水环境合金腐蚀机理与微纳尺度过程91
4.3.1合金腐蚀机理分析91
4.3.2合金腐蚀微纳尺度过程93
4.4典型影响因素与腐蚀防控建议95
4.4.1合金元素及温度的影响规律95
4.4.2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103
5.1高氧超临界水环境合金腐蚀特性及腐蚀层生长机理104
5.1.1铁基合金腐蚀特性105
5.1.2镍基合金腐蚀特性108
5.1.3腐蚀层的形成与生长机理110
5.1.4超临界水氧化反应体系的防腐思考115
5.2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116
5.2.1腐蚀行为特征116
5.2.2腐蚀产物122
5.2.3合金元素的作用123
5.2.4共存溶解氧的影响124
5.3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124
5.3.1腐蚀形貌特性124
5.3.2腐蚀组分特性126
5.3.3腐蚀层结构分布特性129
5.3.4合金元素腐蚀机理130
5.3.5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140
6.1氧化膜外层点缺陷类型140
6.2氧化膜内层点缺陷类型142
6.2.1氧化膜内层生长的供氧体形式142
6.2.2氧化膜内层金属阳离子的点缺陷类型144
6.3氧化膜生长物化基础过程145
6.3.1氧化膜生长物化基础过程的构建145
6.3.2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153
7.1超临界水环境合金腐蚀点缺陷模型基础155
7.1.1界面电势降156
7.1.2界面反应速率常数157
7.1.3界面电流162
7.2基于原子尺度腐蚀过程的氧化膜生长理论165
7.2.1稳态下阻挡层的增厚165
7.2.2膜外层的生长166
7.2.3低密度超临界水环境合金的氧化增重167
7.2.4阻挡层等体积生长现象的内在机理168
7.3基于电化学阻抗谱的氧化膜诊断理论169
7.3.1腐蚀体系总阻抗模型169
7.3.2阻挡层的电容评估方法170
7.3.3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181
8.1原子级动力学模型对合金腐蚀行为的预测182
8.1.1基于点缺陷腐蚀理论的原子级动力学模型构建182
8.1.2微观腐蚀过程的解析及预测183
8.1.3微观模型用于宏观腐蚀行为的预测186
8.2基于机器学习的多因素耦合作用下的合金腐蚀行为仿真190
8.2.1人工神经网络反向传播方法191
8.2.2数据收集和预处理193
8.2.3人工神经网络模型构建194
8.2.4数据的模糊曲线分析195
8.2.5多因素耦合作用下的关键腐蚀因素识别196
8.2.6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210
9.1电化学在线测试电极210
9.1.1三电极体系211
9.1.2经典高温参比电极211
9.2电位-pH图214
9.3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225
10.1关键问题及解决思路226
10.1.1换热器和反应器的腐蚀226
10.1.2换热器的堵塞227
10.1.3氧化剂加速腐蚀228
10.1.4超压保护和紧急泄压229
10.2系统工艺的新型开发230
10.2.1关键工艺参数的影响及优化231
10.2.2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
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