Corrosion Science and Engineering 

Speaker: Digby D. Macdonald

Distinguished Professor of Materials Science and Engineering

Department of Materials Science and Engineering

Pennsylvania State University, USA

Purpose

This course will describe important concepts in corrosion science and engineering with particular emphasis on the fundamentals of the subject and applications to solve practical problems. Students are expected to possess undergraduate level knowledge of chemistry, electrochemistry, properties of materials, mechanics, and mathematics.

Topics

Fundamental Concepts (1)

1、Thermodynamics (E-pH), dynamics of corrosion electrochemistry (3)

2、Passivity (1)

3、PDM (4)

4、Pitting (4)

5、Stress corrosion cracking (4)

6、Corrosion fatigue (2)

7、Hydrogen embrittlement (2)

8、Future (1)

 

Digby Macdonald教授是本专业领域国际上的顶尖人物，他是5个学会的会士、两个国家的科学院院士，是核电高温高压水中材料腐蚀电化学测试基本理论和测试技术的奠基人，他率先发展了高温高压水中材料腐蚀电化学的测试技术，全世界的有关技术都从他这里发展起来，他在国际上的影响极大。欧、美、日等发达国家的同行专家以听过他的讲座课程为荣。如果他能来到我所讲学和合作研究，对推动我国核电等领域的材料腐蚀研究和安全可靠性研究工作具有重要价值。我国目前大力发展核能。核电站材料在高温高压水中服役，腐蚀是影响核电站安全的重要因素。

授权专利9项。发表学术论文680余篇，其中近5年来发表160篇。

在如下几方面做出了具有国际重要影响的结果：

1、电化学基本原理

首次提出了电化学研究的暂态技术，1977年出版了专著“电化学暂态技术Transient Techniques in Electrochemistry”。这项技术已经成为电化学领域的重要研究方法。

在电化学阻抗谱方法中，首次证实了腐蚀电化学阻抗值、电化学反应机理分析、金属和钝化膜中的空位表征、等等。
在光电化学阻抗谱方面，首次提出了传递函数的概念并用于研究电子缺陷和晶体缺陷在表面膜中的传输行为。

2、 钝化与膜破裂

提出了钝化膜的点缺陷模型，由此解释了膜的形成、生长、破裂等过程。得到国际上的广泛公认，并用于长寿命结构部件的腐蚀损伤预测中。

3、 腐蚀损伤预测

提出了腐蚀损伤预测的损伤函数分析模型。由此实现腐蚀损伤的长期预测。美国的有关结构预测达到一万到十万年。
是采用人工神经网络预测工程结构损伤的第一人。目前，该方法全世界范围内在使用。

4、 高温高压水中的化学与电化学

提出了高温高压水中的参数（电位、pH、溶解氧、溶解氢等）测试原理，发展了多种高温高压水中的测量技术，国际上首次现场使用的测试技术和探头都来自于他的实验室。

5、 超临界水氧化

首次研发出了适用于超临界水中使用的pH、氧、氢、氧化还原电位、电化学噪声等原位测量技术。由此研究了腐蚀规律，并建立了耐腐蚀的测试系统。

在国外机构和国际组织任职情况以及曾获得的主要国际学术奖

• Research Award, College of Engineering, Ohio State University, 1983.
　　　1983年，俄亥俄州立大学 工学院研究奖

• The 1991 Carl Wagner Memorial Award from The Electrochemical Society.
　　　1991年，电化学学会Carl Wagner纪念奖

• The 1992 Willis Rodney Whitney Award from The National Association of Corrosion Engineers.
　　　1992年，国家腐蚀工程师协会Willis Rodney Whitney奖

• Chair, Gordon Research Conference on Corrosion, New Hampshire, 1992.
　　　1992年，美国新罕布什尔州Gordon腐蚀研讨会主席

• W.B. Lewis Memorial Lecture by Atomic Energy of Canada, Ltd., 1993, “in recognition of [his] contributions to the development of nuclear power in the service of mankind”.
　　　1993年，加拿大原子能研究院W.B. Lewis纪念讲座

• 1994年，NACE Fellow
　　　1994年，腐蚀工程师协会 会士

• Member, USAF Scientific Advisory Board, Protocol Rank:  DE-4 (Lieutenant General equivalent), 1993-1997
　　　1993-1997年，USAF科学顾问组成员

• Elected Fellow, The Electrochemical Society, 1995.
　　　1995年，电化学学会 会士

• Elected Fellow, Royal Society of Canada, 1996. (“National Academy” of Canada).
　　　1996年，加拿大皇家科学院院士

• Wilson Research Award, College of Earth and Minerals Sciences, Pennsylvania State University, 1996.
　　　1996年, 宾州州立大学地质矿物科学学院Wilson研究奖

• Elected Fellow, Royal Society of New Zealand, 1997. (“National Academy” of New Zealand).
　　　1997年，新西兰国家科学院院士

• H. H. Uhlig Award, The Electrochemical Society, 2001.
　　　1年，电化学学会 H. H. Uhlig奖

• U. R. Evans Award, The British Corrosion Institute, 2003.
　　　3年，英国腐蚀学会 U. R. Evans奖

• Appointed Adjunct Professor, Massey University, New Zealand, 2003.
　　　3年，新西兰Massey大学特邀 兼职教授

• Appointed Adjunct Professor, University of Nevada at Reno, 2003.
　　　3年，里诺内华达州大学 兼职教授

• Elected Fellow, World Innovation Foundation, 2004.
　　　4年，世界创新基金 会士