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深海热液区金属材料 腐蚀模拟研究

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Table of Contents4. a Z 条件

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1. X — —‰9 义

2. 内

与

5.结题验收技术指标 5.结题验收技术指标

3. t £ 与创

6. 进

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目的及意义目的： 目的：在实验室条件下，通过 在实验室条件下， 模拟深海热液区来研究金属 材料的腐蚀情况， 材料的腐蚀情况，探索常用 金属材料腐蚀规律， 金属材料腐蚀规律，筛选出 在深海热液区工作比较理想 的金属材料， 的金属材料，为热液区的科 考与开发积累宝贵的第一手 资料。 资料。

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目的及意义

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有生命存在， 有生命存在， 能形成完整的生物链， 能形成完整的生物链， 对探究生命的水热起源， 对探究生命的水热起源， 扩展人类的生存空间 具有重大意义

生物的多样性 和生物密度可观， 和生物密度可观， 丰富深海生物基因库， 丰富深海生物基因库， 具有巨大的 生物医药价值

形成含量很高的 矿物堆，富含铜、 矿物堆，富含铜、硫， 处理简易， 处理简易， 成矿时间短， 成矿时间短， 具有良好的开发前景

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内容及方法 研究内容

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在实验室条件下用水 热法模拟深海热液区金属 材料腐蚀情状， 材料腐蚀情状，具体包括 Ti及Ti合金、Cu及Cu合 Ti及Ti合金 Cu及Cu合 合金、 Al及Al合金 合金， 金、Al及Al合金，研究腐 蚀产物的物相组成、 蚀产物的物相组成、形貌 及结构， 及结构，探索常用金属材 料腐蚀规律， 料腐蚀规律，筛选在热液 区工作比较理想的金属材 料。

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内容及方法

LOGO 深海热液区的模拟：参考文献资料，确 深海热液区的模拟：参考文献资料， 定深海热液区的环境参数， 定深海热液区的环境参数，在实验室条 件下，用水热法模拟深海热液区物理、 件下，用水热法模拟深海热液区物理、 化学环境。 化学环境。 金属及金属合金的腐蚀：取定量Ti及Ti 金属及金属合金的腐蚀：取定量Ti及 合金、Cu及Cu合金 Al及Al合金 合金、 合金， 合金、Cu及Cu合金、Al及Al合金，在 模拟的深海热液环境中， 模拟的深海热液环境中，分别进行金属 腐蚀实验。 腐蚀实验。 腐蚀产物的表征：取样分析各腐蚀产物 腐蚀产物的表征： 的成分、物相及微观结构， 的成分、物相及微观结构，确定其中元 素含量的变化。 素含量的变化。 材料腐蚀规律初步研究以及材料筛选：对 材料腐蚀规律初步研究以及材料筛选： 金属材料腐蚀机制与规律进行初步探索并 筛选出在深海热液区工作相对较为理想的 金属材料。 金属材料。

研究

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特色与创新

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深海热液区富含Cu、 深海热液区富含 、 水热法模拟研究深海 Pb、Au、Ag等多种 热液区金属材

料腐蚀， 、 、 等多种 热液区金属材料腐蚀， 具有可控制、 金属元素的硫化物和 具有可控制、 成本低等优点， 具有奇异生命的生物 成本低等优点，避免了从 群落，极具开发潜力。 群落，极具开发潜力。 深海提取实验所用海水 但是深海的极端环境 或在深海底 对探测设备材料的腐 直接进行金属腐蚀实验 蚀性极强， 所需的巨大的人力、 蚀性极强，所以必须 所需的巨大的人力、 物资的消耗， 加强对金属材料抗腐 物资的消耗，大大 蚀性的研究。 蚀性的研究。 节省了宝贵的研究时间。 节省了宝贵的研究时间。

用水热法研究深海 热液区金属材料 的腐蚀， 的腐蚀，在国际上目前 也尚未见报道， 也尚未见报道， 因此本项目简便易行、 因此本项目简便易行、 可操作性强， 可操作性强， 而且极具显著 的原创性与先进性。 的原创性与先进性。

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支撑条件分析

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学院教师队伍中90%以上具有博士 以上具有博士 学院教师队伍中 学位，学院可以提供坚实的技术基础。 学位，学院可以提供坚实的技术基础。 学院现已购置的激光粒度分析仪、 学院现已购置的激光粒度分析仪、差 热重分析仪、 射线衍射仪 射线衍射仪、 热-热重分析仪、X射线衍射仪、透射电 子显微镜、 子显微镜、电化学工作站等系列仪器可完 全满足项目在材料制备、 全满足项目在材料制备、分析表征等环节 需要。 需要。

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进度安排2009年 2009年5月—6月 ：文献调研与项目研究方案制定。查阅深海热 文献调研与项目研究方案制定。 液区环境、水热法、材料腐蚀等方面文献， 液区环境、水热法、材料腐蚀等方面文献，从而确定适合于本项 目的技术方案与技术路线。 目的技术方案与技术路线。

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2009年 2009年7月—9月 ：在实验室条件下，建立深海热液区环境模 在实验室条件下， 采用水热法，根据资料数据模拟出深海热液区物理、 型。采用水热法，根据资料数据模拟出深海热液区物理、化学环 为下一步进行腐蚀准备条件。 境，为下一步进行腐蚀准备条件。 2009年10月 12月 2009年10月—12月 ：腐蚀实验后的金属及金属合金分析表征 观察测量腐蚀实验后金属及金属合金的微观形貌、 。观察测量腐蚀实验后金属及金属合金的微观形貌、结构及物相 组成，分析前一阶段存在问题，确定下一阶段实验路线与方案。 组成，分析前一阶段存在问题，确定下一阶段实验路线与方案。 2010年 2010年1月—2月 ：材料腐蚀规律初步研究及材料筛选。测量 材料腐蚀规律初步研究及材料筛选。 计算不同金属及金属合金腐蚀程度， 计算不同金属及金属合金腐蚀程度，对金属材料腐蚀机制与规律

初步探索， 初步探索，并初步筛选出在热液区工作相对较为理想的金属材料 。 2010年 2010年3月—4月 ：整理数据、填写结题报告、撰写研究论文 整理数据、填写结题报告、 和总结报告、参加结题答辩。 和总结报告、参加结题答辩。

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结题验收技术指标

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(一)技术指标： 技术指标： 模拟研究的深度：深海300—1000米 (1)模拟研究的深度：深海300—1000米； 温度：100-300度 (2)温度：100-300度； 腐蚀时间： 小时-240小时 小时； (3)腐蚀时间：1小时-240小时； 腐蚀金属：纯铝及其合金、纯铜及其合金、纯钛及其合金。 (4)腐蚀金属：纯铝及其合金、纯铜及其合金、纯钛及其合金。 研究总结报告： (二)研究总结报告： 采用水热法，模拟深海热液区常用金属材料腐蚀， 采用水热法，模拟深海热液区常用金属材料腐蚀，总结各金属材料 腐蚀现象，初步探索深海热液区各常用金属材料的腐蚀机制与规律， 腐蚀现象，初步探索深海热液区各常用金属材料的腐蚀机制与规律， 筛选出深海热液区工作相对较理想材料， 筛选出深海热液区工作相对较理想材料，同时为开发热液区工作新 材料提供宝贵参考。 材料提供宝贵参考。