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本文由姜国庆（昆明工业职业技术学院）和张成勇（昆钢安宁公司炼钢厂）合作撰写，发表于《云南冶金》2019年第48卷第6期（总第279期），题为《熔融盐对金属材料的腐蚀研究现状》。该论文综述了熔融盐（molten salt）在太阳能热发电系统中作为蓄热介质时对金属材料的腐蚀行为，重点探讨了不同熔盐体系（碳酸盐、硝酸盐、氯化物、氟盐）与金属材料的相容性问题，并总结了防腐措施。

1. 金属材料的腐蚀问题及其重要性

金属材料（包括纯金属与合金）因其优良性能广泛应用于冶金、化工、能源、交通等领域，但腐蚀问题普遍存在。腐蚀主要由合金成分与环境条件（介质组分、温度、工艺操作等）共同作用导致，表现形式包括高温氧化、电化学腐蚀、应力腐蚀等。据统计，全球每年因腐蚀报废的金属设备占年产量的20%~40%，经济损失巨大。在太阳能热发电系统中，熔盐作为传热储热介质与金属材料的相容性直接影响系统寿命与经济性。

2. 熔融盐的分类及其腐蚀特性

熔融盐因其高温稳定性、低粘度、低成本等优势成为光热发电的核心介质，但其腐蚀性随温度升高加剧。论文按熔盐类型分述腐蚀研究现状：

（1）碳酸熔盐（Carbonate molten salt）

以Li₂CO₃-K₂CO₃-Na₂CO₃为代表的混合碳酸盐常用于熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和高温蓄热系统。研究表明：
- Inconel 601高温合金在450℃下表面形成稳定氧化物沉积，而316不锈钢腐蚀速率较慢，但均为均匀腐蚀。
- HR3C奥氏体钢在700℃下长期浸泡后，腐蚀产物为LiFeO₂、LiCrO₂等，早期失重源于可溶性铬酸盐（K₂CrO₄）的生成。
- 304不锈钢在600℃碳酸盐中耐蚀性优于316L，但添加改性材料后结果相反。

（2）硝酸熔盐（Nitrate molten salt）

Solar Salt（KNO₃-NaNO₃）和Hitec熔盐（NaNO₃-NaNO₂-KNO₃）是主流硝酸盐体系，但高凝固点易导致管道堵塞。研究发现：
- 浆液渗铝工艺可提升P91钢和304不锈钢的耐蚀性，经1,700小时浸泡后性能显著改善。
- 316不锈钢在570℃硝酸盐中年腐蚀速率6~15 μm，碳钢略高。
- LiNO₃-KCl/EG复合相变材料中，304L不锈钢和20#碳钢相容性优于H68黄铜。

（3）氯化物熔盐（Chloride molten salt）

NaCl、KCl、MgCl₂等氯化物腐蚀性强，尤其在含氧环境中。实验表明：
- 316L不锈钢因含钼元素在氯化物中表现最佳，表面生成MgO保护层。
- 碱土金属氯化物（如MgCl₂、CaCl₂）的腐蚀性高于碱金属氯化物（NaCl、KCl）。

（4）氟盐（Fluoride molten salt）

以LiF-BeF₂为代表的氟盐因高安全性和低放射性废物被用于熔盐堆（MSR）。关键结论包括：
- Hastelloy N合金（高镍钼含量）在高温氟盐中耐蚀性优异。
- Cr元素的选择性溶解是主要腐蚀机制，如SS304不锈钢中Fe、Cr通过氟化作用脱落。
- GH3535合金焊接区与母材区在氟盐中腐蚀机制相同，温度升高会加速腐蚀。

3. 防腐措施

论文提出四类防腐方法：
1. 合金优化：添加Al、Mo、稀土等元素提升材料本征耐蚀性。
2. 表面改性：通过电镀、热浸镀铝、激光熔覆等技术生成防护涂层。
3. 熔盐改性：加入缓蚀剂或稳定剂抑制腐蚀反应。
4. 电化学防护：采用阳极钝化或阴极极化技术。

4. 研究意义与展望

本文系统总结了熔融盐对金属材料的腐蚀机制与防护策略，为太阳能热发电系统的材料选型与寿命评估提供理论依据。未来需进一步开发耐高温腐蚀的新型合金，并优化在线监测技术（如电磁声换能器EMATs）以实时评估设备状态。

论文价值

该综述填补了熔盐腐蚀领域研究进展的整合空白，尤其针对不同熔盐体系与金属的交互作用提供了详实数据，对光热发电、核能等高温工业的工程设计具有重要指导意义。