北科大“自然大气环境结构材料试验装置”及其配套“腐蚀评价与预测实验室”获评“国际领先”!
2021-02-04 11:03:45 作者:腐蚀与防护 来源:北京科技大学、国家材料服役安全科学中心 分享至:

月22日,北京科技大学承担的国家重大科技基础设施“重大工程材料服役安全研究评价设施(MSAF)”子项目“自然大气环境结构材料试验装置”(AETFES)及其配套“腐蚀评价与预测实验室”(CAPLab)举行了国际评估会议,根据疫情防控要求,采用网络会议方式进行。国际评估专家委员会在经过三个小时的严谨评估程序后,最终“自然大气”子项目及其配套实验室获得“国际领先”评价!

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国际评估视频会议实况


本次国际评估专家委员会主席由瑞典皇家工程科学院院士、瑞典皇家工学院(KTH Royal Institute of Technology)Christofer Leygraf教授担任,中国腐蚀与防护学会前理事长、中国船舶重工集团公司七二五所陈光章教授任联合主席。委员包括欧洲腐蚀联盟主席/Corrosion Science主编、荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)Arjan Mol教授,比利时布鲁塞尔自由大学(Vrije Universiteit Brussel)Herman Terryn教授,日本东北大学(Tohoku University)Izumi Muto教授,瑞典皇家工学院(KTH Royal Institute of Technology)Jinshan Pan教授,中国腐蚀与防护学会前副理事长、国际腐蚀理事会(International Corrosion Council)理事、北京化工大学左禹教授和北京航空航天大学刘建华教授。北京科技大学副校长王维才教授、MSAF首席科学家孙冬柏教授、项目团队及国家科学中心有关人员出席了评审会。会议由大科学工程项目建设指挥部总指挥、总工程师张卫冬研究员主持。

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线下会场


自然大气环境结构材料试验装置


围绕工业和城市基础设施领域中工程材料与构件在大气环境中存在的腐蚀、老化失效问题,研发团队历时十余年,勇于挑战,在探索大气腐蚀中的多尺度、多因素耦合问题等方面取得了一系列突破性进展,建设了能够开展工程材料大气环境效应和失效规律研究的大型模拟试验装置。 

装置效果图

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装置现场


以上装置群中,作为其中核心装置的AETFES大型步入式环境仓能够精确、综合模拟包含温度、湿度、降雨、光照、盐雾、气氛、浪涌(浪花飞溅)等七大因素的各类自然大气环境,结合配套的中小型辅助试验装置,从和风细雨到狂风暴雨,从戈壁沙漠到热带雨林,从酷热赤道到冰雪极地,从万米高空到万米深海,可将实验对象“原地瞬移”到其近服役环境中,结合先进的监检测与建模仿真技术相,从而实现对其环境适应性的综合评价与预测。


装置构成:


综合腐蚀试验仓:


侧重模拟我国中、东部地区城市大气、工业大气和海洋大气引起的腐蚀问题,主要针对金属和无机非金属结构材料,模拟的环境因素包括温度、湿度、光照、降雨、盐雾、大气污染物和干湿交替。


西部环境试验仓:


侧重模拟我国西部高原、沙漠戈壁地区发生的特殊腐蚀和老化问题,主要针对高分子和易钝金属结构材料,模拟的环境因素包括高低温交变、湿度和强紫外。


研究方向:


工程材料及构件多因素耦合环境下工程结构材料大气腐蚀、老化的性能演化规律研究。


工程材料及构件多因素耦合环境下工程结构材料大气腐蚀、老化的加速模拟试验方法研究。


大气环境下工程材料及构件的寿命预测与安全评价方法。


工程结构材料多因素耦合环境试验与现场暴晒试验的相关性研究。


工程结构材料在我国中、东部地区大气环境中适应性评价多因素耦合模拟试验方法和评价方法。


大气环境腐蚀多因素耦合模拟试验方法和评价方法以及大气腐蚀相关模型研究。


装置的先进性:


该装置可同时模拟多种大气环境因素耦合作用环境,环境耦合性强、参数指标高。


腐蚀评价及预测实验室


腐蚀评价及预测实验室(CAPLab)拥有先进的“数字孪生”科研理念、方法和“特别能战斗”的多学科交叉团队,在金属腐蚀的多尺度物理试验与仿真计算紧密结合、监检测技术开发与应用、及跨尺度评价与预测方面,积累了具有国际领先水平的研究基础,已初步形成了特色鲜明的金属腐蚀行为多尺度和跨尺度评价与预测方法体系。


面向在全球常规和各类极端、苛刻自然环境中重大工程材料、构件和装备安全服役需求,实验室着力开展以下研究:


多场多因素环境下材料腐蚀/应力腐蚀机理及行为规律研究;


腐蚀性能相关高通量数据采集与数据挖掘;


基于数字孪生理念的腐蚀动力学过程多尺度建模仿真与预测;


服役环境与腐蚀性能监检测传感系统开发及应用;


室内加速试验方法体系及其与外场暴露试验间相关性研究;


表面改性、涂镀层、缓蚀剂等表面工程技术研发与应用。

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在经过技术质询和热烈讨论后,专家组一致认为:自然大气环境结构材料试验装置(AETFES)及腐蚀评价与预测实验室(CAPLab)在国际同领域中具有高度开创性,试验装置以模块化设计、可独立或合并运行的多台大型试验仓为主体,形成了可精准模拟材料、构件及大型结构在七大环境因素下的腐蚀及老化过程的试验装置群,创新性地解决了在腐蚀研究领域中多尺度仿真计算与实验过程匹配对接的世界难题,以环境多因素耦合模拟、跨尺度对象研究、实验测试与仿真计算同步验证的先进手段,突破性地形成跨尺度腐蚀评价与预测能力。该子项目装置群包含的精准环境模拟核心装备、监检测设备及传感器、先进的数据采集与控制系统及独创的环境与腐蚀建模仿真系统以及一系列环境测试辅助设备,集成了大量自主研发的创新成果,试验装置软硬件整体水平与世界上同类型实验设施相比优势显著,该装置及其腐蚀评价与预测实验室的整体实验与研究水平均处于国际领先位置。

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国家科学中心与会人员


在未来装置与实验室运行方面,团队成员表示将继续坚持开放共享理念,真诚欢迎国内外专家来中心开展合作研究。继此次国际评估之后,“重大工程材料服役安全研究评价设施”还将有力学-化学、高温高压等装置陆续进行国际评估,为未来装置高水平运行打下坚实的基础。随着国家科学中心的全面建成,一大批世界一流的试验装置将更加着力于服务国家重大需求,并面向全球开放共享。

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