【研究室总体介绍】
本研究所共有教师5名,其中教授/博导2名、副研究员2名,博士后1名。近年来承担和完成国家重点研发计划、国家“973”计划项目、国家科技支撑计划项目国家自然科学基金重点和面上项目、省部级重大重点科技攻关项目以及企业横向协作项目等课题40余项。
本研究室依托国家材料腐蚀与防护科学数据中心,长期坚持材料环境腐蚀野外试验及数据积累,在自然环境(大气、土壤和海水)腐蚀行为和机理研究方面获得系列化原创性成果,建立了我国新时期环境腐蚀试验与评价技术新体系,为耐蚀材料开发和装备防腐蚀选材与寿命预测工程提供了关键依据,直接为“天宫一号”、“临海航天装备”、“岛礁建设”、“西气东输”、“大飞机”、“超大型石油平台”等国之重器超大型工程的安全评价和腐蚀防护提供支撑。在大量腐蚀数据和规律机理研究基础上,针对我国低合金结构钢耐蚀性低下和传统耐候钢性能亟待提升等瓶颈问题,在系统获得合金成分和冶金工艺参数对低合金钢环境腐蚀起源与演化影响机理与规律基础上,提出了低合金钢耐蚀性能冶金制备全流程调控的新理论;发明了耐蚀钢冶金工艺调控成套新技术和系列耐蚀钢新品种,产量超过5000万吨;研制了高品质低合金耐蚀钢标准新体系;解决了国家重大工程建设中多项材料腐蚀的难题。团队发表包括《Nature》在内的SCI论文800余篇,被80多个国家、1800多个研究机构引用,总被引次数超过10000 次;研究成果获国家科技进步二等奖 2 项、省部级一等奖7项;国际奖4项:2016年美国国际腐蚀工程师协会(NACE)颁发的杰出团体奖、2017年NACE颁发的杰出工程贡献奖、2019年NACE颁发的最高学术成就奖(W.R.Whitney奖)和2024年国际腐蚀理事会(ICC)颁发的最高学术成就奖(Marcel Pourbaix奖)。
【研究室成员介绍】
李晓刚 程学群 刘超 王伦滔 王炳钦
【研究室主要研究方向】
1. 材料自然环境腐蚀机理与规律
2. 材料工业环境腐蚀机理与规律
3. 腐蚀大数据技术
4. 先进耐蚀结构钢
【主要研究内容及科研成果】
(一)在国际上首次提出腐蚀大数据概念
形成了包括多源异构腐蚀数据的高通量采集、多维智能关联数据库建设、腐蚀大数据挖掘建模与可视化、腐蚀大数据共享与物联网平台建设等方面的完善研究体系。
(二)腐蚀大数据传感器开发
开发了多种新型腐蚀大数据监测传感器,实现了腐蚀数据和耦合多环境参数的长期连续监测,具有数据量大、原位连续监测和无线传输等优势;开发/集成了可实时监测材料构件应力、振动、位移等状态的传感器,丰富了设施装备服役过程中多源异构数据的采集能力。
(三)海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究
海洋腐蚀973项目在海洋环境腐蚀机理基础研究方面,形成高温高湿高辐射、深海、微生物、生物污损和力学载荷等严酷海洋环境下的腐蚀机理新理论的“珍珠链”海洋耐蚀材料概念提出是基础,所有防护措施都建构在此基础上。项目最大特色在以上理论指导下发展了系列耐蚀新材料和技术:耐蚀钢铁材料一高性能海洋涂层材料一阴极保护综合保护技术,并获得系列化应用。
(四)严酷环境下可再生能源装备关键材料腐蚀数据共享和联网观测
2022年,获批牵头 “严酷环境下可再生能源装备关键材料腐蚀数据共享和联网观测”国家科技基础资源调查专项。持续积累典型材料在我国海洋、高原及荒漠等极端、苛刻、复杂环境下的环境适应性数据,建立可再生能源装备材料腐蚀数据库及材料腐蚀共享服务平台,加快推动我国可再生能源战略的实施。
(五)高品质耐蚀低合金钢理论与冶金技术
创新低合金钢的强韧化基础理论,通过大量长期高温时效试验和微观结构分析,研究了低合金钢中 C、Cr、Al、Si、P、Cu、Mn、Mo、Nb、V、Ti 和 B 等元素及其含量对合金组织与性能的影响规律,阐明了低合金钢中耐蚀性元素的成分设计原则;建立了低合金钢性能的冶金工艺 - 微观组织 - 宏观性能调控理论。
(六)数据驱动的桥梁结构钢腐蚀机理研究与防护重大工程应用
利用腐蚀大数据技术,挖掘耐蚀钢成分、组织和服役环境与耐蚀性的精确动态关系,用于新钢种成分设计与冶炼工艺制定。研发系列耐蚀钢钢种150余种,应用于中马友谊大桥、印尼雅万高铁等重点工程。
【承担科研项目】
国家级科技项目:海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究,国家973计划项目(首席)
国家级科技项目:严酷环境下可再生能源装备关键材料腐蚀数据共享和联网观测,国家科技基础资源调查专项;
国家级科技项目:高强度管线钢土壤腐蚀的关键影响因素及机理研究,国家自然科学基金重点项目;
国家级科技项目:增材制造奥氏体不锈钢核电部件本征缺陷-力学-化学-辐照耦合损伤与微观机理研究,国家自然科学基金联合基金;
国家级科技项目:压水堆核电站蒸汽发生器用690合金传热管的应力腐蚀行为及机理,国家自然科学基金联合基金;
国家级科技项目:压水堆核电站蒸汽发生器用690合金传热管的应力腐蚀行为及机理,国家自然科学基金联合基金;
国家级科技项目:Ca、Nb和Sb复合调控对E690海工钢耐蚀性能的影响机理与规律,国家自然科学基金项目;
国家级科技项目:高强管线钢在深海环境中的应力腐蚀规律与机理研究,国家自然科学基金项目;
国家级科技项目:基于原位/连续监测技术研究Sn对低合金钢微区腐蚀机理及锈层演化规律,国家自然科学基金项目;
国家级科技项目:铁素体不锈钢表面制备p-n结结构钝化膜的理论基础及耐蚀机制研究,国家自然科学基金项目;
国家级科技项目:双相不锈钢的相腐蚀及应力腐蚀裂纹萌生发展机制研究,国家自然科学基金项目;
国家级科技项目:316L不锈钢钝化膜在高温高压水中破裂的电化学机理及对应力腐蚀裂纹萌生的影响规律,国家自然科学基金项目;
国家级科技项目:Cr-Mo抗氢钢亚微米夹杂和纳米析出相与氢微观耦合作用与调控机制,国家自然科学基金项目;
国家级科技项目:高强度海洋工程钢中夹杂物诱发腐蚀的微纳米电化学机理与钙调控,国家自然科学基金项目;
校企合作项目:国家材料腐蚀与防护科学数据中心—智慧铸管—耐蚀钢铁材料数据中心软件系统开发及数据库建设;
校企合作项目:材料腐蚀大数据智能化监检测技术研发;
校企合作项目:新兴铸管智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心野外环境腐蚀试验站数据采集系统建设;
校企合作项目:腐蚀大数据实时联动3D系统开发;
校企合作项目:镀锌钢及锌铝镁镀层材料户外暴露腐蚀试验研究;
校企合作项目:桥梁钢耐蚀性评估及适用性评估测试;
校企合作项目:狮子洋通道钢框架锚固系统钢结构耐蚀性选材评价;
校企合作项目:高炉煤气腐蚀机理研究;
校企合作项目:管道材料土壤腐蚀联网监测及其数据库开发;