非晶態合金是一類遠離平衡態、結構無序的剛性固體物質，具有許多特異物理、化學性質，其形成、結構和性能的研究及其應用開發在世界範圍內受到廣泛的關注和重視，並被譽為繼鋼鐵和塑料後材料領域的第三次革命。鐵基非晶合金高的強度和耐蝕性、高的玻璃形成能力、低廉的價格及簡單的制備工藝等，有望使其作為新型的工程材料得以應用。缺乏塑性形變是塊體非晶合金作為結構材料應用的主要技術瓶頸。采用熱噴塗技術制備的非晶納米晶塗層材料具有優異的物理、化學性能，且成本低，被認為是改善其塑性和斷裂韌性的重要手段。超音速火焰噴塗(HV等

●第1章 非晶合金概述 001
1.1非晶合金 001
1.1.1非晶態合金與金屬玻璃 001
1.1.2鐵基非晶態合金 003
1.1.3腐蝕與電化學 004
1.1.4鐵基非晶態合金耐蝕性能 008
1.2鐵基非晶納米晶塗層制備 009
1.2.1鐵基非晶塗層 010
1.2.2超音速火焰（HVOF）噴塗原理 010
1.2.3高速三電極等離子噴塗 013
1.2.4活性燃燒高速燃氣（AC-HVAF）噴塗原理 014
1.3鐵基非晶納米晶塗層性能 015
1.3.1鐵基非晶態合金的力學性能 015
1.3.2鐵基非晶塗層的耐蝕性 016
1.3.3鐵基非晶塗層的研究及應用 017
參考文獻 018
第2章 非晶合金腐蝕性能 022
2.1非晶合金在中性和酸性溶液中腐蝕 022
2.1.1非晶合金制備 023
2.1.2非晶結構表征 026
2.1.3電化學腐蝕行為 027
2.1.4鈍化膜的電子特征 032
2.1.5鈍化膜的成分和結構表征 034
2.1.6AFM表面形貌觀察 040
2.1.7非晶合金鈍化特征及腐蝕機理 041
2.2成分影響非晶合金腐蝕性能 048
2.2.1非晶條帶制備 049
2.2.2條帶的非晶結構表征 050
2.2.3硬度的影響 051
2.2.4電化學腐蝕行為 052
2.2.5鈍化膜表征 053
2.2.素與耐蝕性及硬度的關繫 054
參考文獻 058
第3章 非晶納米晶塗層制備 063
3.1HVOF噴塗非晶塗層制備 063
3.1.1HVOF噴塗塗層制備過程 064
3.1.2塗層噴塗結構和形貌表征 065
3.1.3塗層物相分析 066
3.1.4塗層顯微硬度 068
3.1.5電化學腐蝕行為 069
3.1.6HVOF噴塗參數影響 070
3.1.7非晶結構對腐蝕性能的影響 072
3.1.8HVOF噴塗參數對硬度的影響 073
3.2AC-HVAF非晶塗層制備 074
3.2.1AC-HVAF非晶塗層制備過程 075
3.2.2制備工藝對非晶塗層結構特征的影響 076
3.2.3厚度對非晶塗層性能的影響 081
3.2.4AC-HVAF WC塗層結構和性能研究 083
3.3HVOF法和AC-HVAF法制備非晶納米晶塗層比較 086
3.3.1非晶結構特征 086
3.3.2耐蝕性特征 087
3.3.3硬度特征 089
3.4封孔處理對HVOF非晶納米晶塗層腐蝕性能的影響 089
3.4.1封孔塗層制備 090
3.4.2封孔塗層的微觀結構特征 091
3.4.3封孔塗層的硬度 092
3.4.4電化學腐蝕行為 093
3.4.5長期浸泡腐蝕EIS特征 096
3.4.6Mott-Schottky曲線特征 099
3.4.7均勻腐蝕與點蝕作用 101
參考文獻 104
第4章 非晶納米晶塗層腐蝕性能 107
4.1HVOF非晶納米晶塗層在NaCl溶液中腐蝕 107
4.1.1HVOF非晶塗層 107
4.1.2塗層微觀結構表征 108
4.1.3塗層在NaCl介質中的電化學腐蝕行為 111
4.1.4腐蝕形貌分析 115
4.1.5鈍化膜成分XPS分析 115
4.1.6塗層缺陷對腐蝕抗力的影響 116
4.1.7成分對鈍化性能的影響 118
4.1.8非晶結構對腐蝕性能的影響 119
4.2HVOF非晶納米晶塗層在H2SO4溶液中的腐蝕 120
4.2.1非晶塗層組織與結構特征 120
4.2.2非晶塗層在NaCl和H2SO4溶液中的鈍化行為 122
4.2.3非晶塗層在H2SO4溶液中的鈍化膜特征 124
4.3AC-HVAF非晶納米晶塗層在AlCl3溶液中腐蝕 127
4.3.1AC-HVAF非晶塗層的制備 127
4.3.2非晶塗層在AlCl3溶液中的腐蝕行為 127
4.4AC-HVAF非晶納米晶塗層在酸中的腐蝕 129
4.4.1非晶塗層在H2SO4中的腐蝕行為 129
4.4.2非晶塗層在HNO3中的腐蝕行為 130
4.4.3非晶塗層在HAc中的腐蝕行為 132
4.5AC-HVAF非晶納米晶塗層在壓裂液中的腐蝕 134
4.5.1套管鋼在壓裂液中的電化學腐蝕行為 135
4.5.2硬質合金在壓裂液中的電化學腐蝕行為 143
4.5.3AC-HVAF塗層在壓裂液中的電化學腐蝕行為 146
4.5.4AC-HVAF塗層在壓裂液中腐蝕機理研究 147
4.5.5非晶塗層鈍化膜成分分析 149
4.6AC-HVAF非晶納米晶塗復合驅溶液中的腐蝕行為 152
4.6.1不同溫度對腐蝕性能的影響 152
4.6.2不同堿濃度對腐蝕性能的影響 153
4.6.3不同表面活性劑濃度對腐蝕性能的影響 154
4.6.4不同聚合物濃度對腐蝕性能的影響 154
4.6.5不同配比的ASP溶液對腐蝕性能的影響 155
4.7AC-HVAF非晶納米晶塗層鹽霧腐蝕行為 155
4.7.1非晶納米晶塗層鹽霧腐蝕行為 156
4.7.2鹽霧腐蝕試驗形貌分析 156
4.8AC-HVAF非晶納米晶塗層電偶腐蝕 158
4.8.1電偶對在浸泡時的腐蝕行為 159
4.8.2不同陰 陽極面積比對電偶腐蝕的影響因素 159
4.8.3溫度對電偶腐蝕的影響 161
4.9AC-HVAF非晶納米晶塗層高溫腐蝕性能 162
4.9.1常溫和高溫二氧化碳腐蝕 163
4.9.2溫度對非晶納米晶塗層電化學腐蝕的影響 164
4.9.3Cl-濃度對非晶納米晶塗層電化學腐蝕的影響 165
4.9.4高溫二氧化碳腐蝕性能分析 165
參考文獻 169
第5章 非晶納米晶塗層衝刷腐蝕性能 172
5.1衝刷腐蝕研究 172
5.1.1摩擦磨損 172
5.1.2衝刷腐蝕 173
5.1.3衝刷腐蝕影響因素 174
5.1.4衝刷腐蝕研究方法 176
5.1.5衝刷腐蝕損傷的防護研究 177
5.2HVOF非晶納米晶塗層在海水中衝刷腐蝕研究 180
5.2.1HVOF非晶塗層衝刷腐蝕影響因素 181
5.2.2衝刷腐蝕形貌和表面粗糙度分析 183
5.2.3鈍化膜在衝刷腐蝕過程中的作用 185
5.2.4硬度對衝刷腐蝕速率的影響 186
5.2.5衝刷腐蝕機理 186
5.2.6衝刷與腐蝕交互作用 187
5.3AC-HVAF非晶納米晶塗層在海水中衝刷腐蝕研究 188
5.3.1AC-HVAF和HVOF非晶塗層性能特征 190
5.3.2AC-HVAF非晶塗層電化學腐蝕行為 191
5.3.3AC-HVAF非晶塗層衝刷腐蝕行為 194
5.4AC-HVAF非晶納米晶塗層在壓裂介質中衝刷腐蝕研究 199
5.4.1AC-HVAF非晶塗層在壓裂液中衝刷腐蝕影響因素 201
5.4.2衝刷腐蝕條件下的電化學腐蝕行為 207
5.4.3壓裂液中材料衝刷腐蝕臨界流速研究 211
5.4.4衝刷腐蝕形貌及機理 214
參考文獻 224
第6章 非晶納米晶塗層空泡腐蝕性能 229
6.1空泡腐蝕 229
6.1.1空泡腐蝕影響因素 230
6.1.2空泡腐蝕研究方法 230
6.2HVOF非晶塗層在海水介質中的空泡腐蝕性能 232
6.2.1HVOF非晶塗層空泡腐蝕失重 233
6.2.2HVOF非晶塗層空泡腐蝕損傷形貌 234
6.2.3HVOF非晶塗層空泡腐蝕機理 234
6.3AC-HVAF非晶塗層在壓裂液中的空泡腐蝕性能 235
6.3.1空泡腐蝕失重 236
6.3.2空泡腐蝕條件下電化學腐蝕行為 241
6.3.3空泡腐蝕對腐蝕的影響 245
6.3.4腐蝕對空泡腐蝕的影響 246
6.3.5硬度和耐蝕性對空泡腐蝕性能的影響 247
6.3.6空泡腐蝕形貌及機理 248
參考文獻 258
第7章 載荷作用下非晶納米晶塗層腐蝕性能 261
7.1力學作用下塗層腐蝕性能 261
7.1.1外載荷作用對非晶塗層腐蝕的影響 261
7.1.2殘餘應力對非晶塗層腐蝕的影響 262
7.1.3外載荷和腐蝕耦合作用對非晶塗層性能的影響 264
7.2殘餘應力作用下AC-HVAF非晶納米晶塗層腐蝕行為 264
7.2.1不同殘餘應力非晶塗層制備 264
7.2.2應力塗層非晶特征 265
7.2.3殘餘應力塗層電化學腐蝕行為 267
7.2.4殘餘應力塗層浸泡腐蝕行為 269
7.2.5應力塗層鈍化穩定性 271
7.3恆載荷作用下AC-HVAF非晶納米晶塗層腐蝕行為 275
7.3.1恆載荷試樣制備 275
7.3.2非晶納米晶塗層恆載荷作用下腐蝕行為 276
7.3.3非晶塗層恆載荷作用下腐蝕斷裂行為 281
7.4動載荷作用下AC-HVAF非晶納米晶塗層腐蝕行為 286
7.4.1慢拉伸塗層制備 286
7.4.2非晶塗層在動載荷作用下的腐蝕行為 287
7.4.3非晶塗層在動應變作用下的腐蝕行為 289
7.4.4非晶塗層在慢拉伸作用下的腐蝕斷裂行為 291
參考文獻 294
第8章 非晶納米晶塗層夾雜相局域溶解計算 296
8.1第一性原理概述 296
8.1.1密度泛函理論 297
8.1.2平面波與贗勢方法 300
8.2分子動力學模擬概述 301
8.2.1分子動力學基本思想 302
8.2.2分子運動方程式的數值解法 302
8.2.3原子作用力的計算方法 304
8.2.4周期性邊界條件 305
8.2.5分子動力學積分步長的選取 305
8.2.6力場 305
8.2.7繫綜簡介 307
8.3氧化物夾雜相局域溶解第一性原理計算 307
8.3.1非晶塗層點蝕機理 307
8.3.2夾雜相局域溶解 308
8.3.3計算模型與方法 309
8.3.4晶格結構 310
8.3.5結構的穩定性 311
8.3.6重疊聚居數分析 311
8.3.7態密度分析 312
8.4氧化物夾雜相局域溶解分子動力學計算 313
8.4.1計算機模擬方法 314
8.4.2電化學行為 314
8.4.3局域腐蝕形貌 317
8.4.4局域溶解分子動力學模擬 318
8.4.5氧化物夾雜局域溶解機理 323
8.5非晶納米晶塗層多尺度仿生結構調控和腐蝕性能 325
8.5.1非晶納米晶仿生疏水塗層構築 325
8.5.2非晶納米晶仿生疏水塗層耐蝕性能 326
參考文獻 328

本書是一本介紹非晶納米晶塗層制備與腐蝕研究的學術專著，全書圍繞非晶納米晶塗層應用的各類腐蝕環境，結合筆者十多年的工作積累，繫統總結而成，具有一定的理論性，又不失實用性。全書主要介紹非晶合金腐蝕性能、非晶納米晶塗層的制備方法、不同介質中的腐蝕行為、衝刷腐蝕和空泡腐蝕規律、載荷作用下的腐蝕性能特征以及塗層夾雜相局域溶解計算方法等內容，另外還概括了非晶納米晶塗層腐蝕相關領域的研究進展和發展概況。本書內容屬於材料科學研究領域，包含了材料、電化學、力學多個學科的交叉與融合，可供從事相關專業學習和研究的本科生、研究生、教師和研究人員參考使用。