弗吉尼亞大學（弗吉尼亞州夏洛茨維爾）的一組研究人員正在努力提高循環腐蝕試驗箱的測試效率，目的是更快地向客戶提供關于各種金屬潛在腐蝕風險的數據。與勞斯萊斯（德國，英國）等主要組織的合作使得學校能夠對試驗進行修改和改進試驗裝置，而使用的裝置為一種商業化的產品，在測試過程中可以控制內部的溫度、濕度和鹽度等參數。

弗吉尼亞大學工程教授羅伯特·凱利（Robert Kelly）拿著在循環腐蝕試驗室中受到加速腐蝕的那些不銹鋼壓縮機葉片。

    由Robert Kelly（工程）領導的研究團隊，通過在裝置內部填充臭氧并與內部氣體混合最終有效地加快了腐蝕的過程。根據研究人員的說法，來自市場可購買的臭氧發生器和紫外線（UV）燈的臭氧添加劑可以幫助研究者實現不同地區的腐蝕環境模擬。Kelly教授提及臭氧本身就是一種非常有效地氧化劑，但是在這些加速腐蝕的設備往往沒有考慮到臭氧可以加速腐蝕這一功能。

    改進的腔室包括一個子系統，其從清潔的壓縮空氣產生高達23.2ppm的臭氧，另一個子系統可產生高達50W / m 2 的UV光強度。 Kelly發現臭氧在鹽霧試驗期間加速了金屬的腐蝕，并且當臭氧也存在時，加入UV光進一步增加了腐蝕速率。

    勞斯萊斯的測試：

    使用這個改進的腔室，Kelly的團隊測試了電力系統供應商勞斯萊斯提供的金屬樣品。 該公司與學校的三個研究中心合作，將小型，彎曲的陶瓷涂層噴氣發動機壓縮機葉片進行了送檢。

    該次測試選定樣品為不同厚度的樣品。較薄的涂層意味著葉片更輕并且可以更快地轉動，但是太薄的涂層將會使腐蝕在飛行和環境條件的壓力下傳播。為了測試每個葉片，進行了侵蝕性的鹽霧試驗以加速它們在飛機渦輪機中可能面臨的損壞過程（圖2）。

  為了測試每個葉片的腐蝕狀況，進行了侵蝕性鹽霧試驗以加速它們作為飛機渦輪機的一部分時可能面臨的損壞，如圖所示。

    通過使用Kelly的修改和測試協議，該團隊能夠向勞斯萊斯提供關于壓縮機葉片承受沖擊力的數據。葉片來自發動機前部的壓縮機，其準備用于空氣的燃燒。因此，它們將暴露于各種各樣的環境因素下。

    “我們將它們暴露在100小時的測試中，并且提高溫度，加速濕和干循環，使得測試更具化學侵蝕性，而不改變腐蝕所造成的損害類型。”Kelly說。“我們進行的測試比之前勞斯萊斯在其刀片上使用的測試快16倍，從而節省了大量的金錢和時間。”

    研究領域：

    Kelly說他的研究小組目前專注于大氣局部腐蝕；并且對一些水下環境的高性能合金的腐蝕進行了研究，尤其是一些高性能合金在航空航天以及核燃料管等領域的應用的腐蝕研究；該團隊也對不同尺度的模型來模擬腐蝕的進展。

    眾所周知，腐蝕無時不刻的在發生，你卻無法有效地阻止腐蝕的發生，但是可以延緩腐蝕的過程，這樣材料也具有更長的使用壽命。

    該小組向美國核管理委員會（美國馬里蘭州羅克維爾）和能源部（華盛頓特區）提供了關于儲存核廢料的Yucca Mountain項目的技術支持服務；此外也為美國空軍的老化飛機計劃（弗吉尼亞州阿靈頓）和國家航空和航天局安全工程中心以及911五角大樓紀念館提供技術服務。

    美國電化學科學中心的Kelly部門總監提及：“電化學是一個非常快速、有效的方式，能夠判定腐蝕對材料存在的潛在影響，而不改變其腐蝕過程造成的影響。”

    Scully補充道，一些材料的腐蝕過程持續很多年，材料本身的性能越來越弱，直到達到一個臨界值時，將失去其初始性能。

    未來行業客戶：

    據Kelly介紹，勞斯萊斯團隊對測試結果感到滿意，最值得注意的是，通過對腔室進行改裝而提供的更快的時間（圖3）。

    測試是對勞斯萊斯非常有幫助的，因為我們能夠更快地得到答案，Kelly說， 對他們來說，這是非常有利的。

 Kelly實驗室中的循環腐蝕測試儀可以加速材料的腐蝕過程，從而使腐蝕變得明顯。

    Scully還指出，像勞斯萊斯壓縮機葉片這樣的挑戰為部門提供了擴展行業一些基礎數據庫，通過數據庫的基礎數據可以有效地改進產品，為年輕研究人員提供了重要的實踐經驗的機會。基于積極的反饋，Scully預計更多的合作伙伴將在未來幾個月和幾年內會與Kelly的腐蝕研究團隊合作。

    “每個外部贊助商來到這里都有他們的問題，這對腐蝕研究有很高的需求，”Scully說， 他們也可能需要受過培訓的人員。

    展望未來，Kelly還希望改善腐蝕研究行業與其他相關領域的合作，希望找到更好的解決方案。

    “這結合了化學，物理，數學等一些我們需要考慮的其他領域，因為它與許多其他的領域交叉，這讓我們有機會與很多人合作，”Kelly說，“  這是一個能使一些科學研究項目能夠一直走到最后，直到能得到應用的一個基本的科學。”

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責任編輯：王元

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