获奖项目名称：

海洋环境下金属材料腐蚀机制及防护关键技术研究

第一完成单位：

北京科技大学

项目联系人：

杨吉可

联系人电话：

13520520296

联系人邮箱：

Yjk302@126.com

项目简介：

2.1研究目的
  海洋环境因高盐、高湿及微生物富集等特性，成为金属材料腐蚀失效的主要场景，严重影响海洋工程装备的安全服役与成本控制。钛合金、管线钢、双相不锈钢等作为海洋工程核心材料，常面临电偶腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀开裂等多重失效威胁。本项目围绕海洋环境典型金属材料的腐蚀难题，系统探究温度、材料搭配比例、微生物活动、氢渗透等关键因素对腐蚀过程的影响，明确不同腐蚀类型的萌生与扩展规律。通过建立多因素耦合的腐蚀行为模型，提出针对性防护策略，为海洋工程材料选型优化、防护方案设计及结构安全运维提供科学支撑，解决海洋装备腐蚀失效频发、运维成本高的行业痛点。
2.2主要科学发现点
  从锈层-环境耦合调控、微生物作用、电偶耦合三个维度，构建了海洋环境下典型工程材料的腐蚀机制与失效规律体系，为材料选型、防护设计与寿命预测提供了科学依据。本项目系统揭示三大核心科学点：
  （1）开发了高精度机器学习预测模型，基于此发现了海洋环境下影响耐候钢耐蚀性能的临界腐蚀温度，并明确了海洋环境下耐候钢临界腐蚀温度对锈层保护性能产生重要影响的作用机制。
  （2）阐明了噬铁杆菌和脱硫弧菌在海洋环境下的应力腐蚀机制完全不同。噬铁杆菌虽腐蚀速率更高但溶解裂纹尖端，避免了裂纹萌生。脱硫弧菌易诱发尖锐裂纹。
  （3）揭示了钛合金钝化膜缺陷密度与应力腐蚀开裂风险随温度升高而增加，并证实钛合金-高强度钢电偶腐蚀电流密度随阴阳极面积比增大而升高。
2.3成果产生的价值
  围绕上述发现，在Corrosion science、Journal of Materials Science & Technology
、Journal of Materials Research and Technology、Process Safety and Environmental Protection、等期刊上发表论文20篇左右。第一、第二、第五完成人获得国家自然科学基金青年基金资助，第一完成人获2021年NACE亚太青年学者奖、2024年中国腐蚀与防护学会青年科学家奖、2024年浙江省科学技术进步奖获二等奖。本项目厘清了海洋环境下多因素耦合的金属腐蚀机制，建立了关键影响因子与腐蚀行为的关联模型，填补了海洋复杂环境中材料腐蚀理论的部分空白，丰富了材料腐蚀与失效的研究体系，为后续相关研究提供理论参考。