鐵基金屬玻璃在油氣開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用前景

李小永 付亞榮 李云 胡占國 董俊樂 劉軍杰 張楠

1.中國石油大學(xué)(北京)；2.中國石油華北油田分公司；3.中國石油渤海鉆探工程有限公司

0 引言

Klement［1］1959年在實驗室制備出約10μm厚的金屬玻璃薄片，1960年在《Nature》上首次報道通過液體激冷方式將具有晶態(tài)原子結(jié)構(gòu)的金屬制作或加工成呈長程無序狀態(tài)的非晶態(tài)原子排列、結(jié)構(gòu)類似于氧化玻璃的金屬玻璃，成為金屬玻璃研究的里程碑［2］。1967年全球第1個具有軟磁性的鐵基金屬玻璃由Duwez開發(fā)后，引發(fā)了世界范圍對鐵基金屬玻璃的研究熱潮，1995年井上明久獲得了首塊鐵基金屬玻璃塊體，2007年沈軍得到了直徑16 mm的無磁性鐵基金屬玻璃［3］。

鐵基金屬玻璃是以金屬鐵元素為主的非晶固體材料，通過快速冷卻熔融合金得到，最大程度保留了液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)［4］，因無晶界(面缺陷)、位錯(線缺陷)、點缺陷等晶體缺陷［5］，其化學(xué)成分均勻，力學(xué)和磁學(xué)性能優(yōu)異［6］，如何有效利用越來越受到學(xué)者的關(guān)注。羅遠(yuǎn)蘇等［7］用X射線散射技術(shù)獲得了鐵基金屬玻璃的干涉函數(shù)和原子徑向分布函數(shù)，良好的非晶態(tài)軟磁合金性能得到證實，并用近似方法估算了其中金屬—金屬原子間的配位數(shù)；唐健［8］應(yīng)用X射線衍射技術(shù)和差示熱分析研究了鐵基金屬玻璃的結(jié)晶過程學(xué)，測定了晶化激活能；陳篤行等［9］用鐵基金屬玻璃微晶的磁晶和非晶母體的應(yīng)力各向異性解釋了初晶化使鐵基金屬玻璃飽和磁化變難的機(jī)理；官可洪等［10］找到了影響鐵基金屬飽和磁矩、Curie溫度、晶化溫度、室溫電阻率等特性的規(guī)律，鐵基金屬玻璃應(yīng)用于電力變壓器鐵芯和半導(dǎo)體行業(yè)有了理論基礎(chǔ)。

同時，鐵基金屬玻璃也可應(yīng)用于防腐領(lǐng)域。李穎等［11］在氦環(huán)境下，利用脈沖小孔法制備出了臨界尺寸小于645μm球形鐵基金屬玻璃單分散微粒子，同時，驗證了其耐腐蝕性能不隨氣體(如Ar)的改變而發(fā)生變化；董偉等［12］在氬氣(Ar)氣氛下，利用脈沖微孔噴射法制備出完全非晶相粒徑小于285μm的鐵基金屬玻璃粒子，其原子呈短程有序長程無序分布，沒有異相析出物偏析以及成分起伏，擁有良好的耐蝕性粒徑可控的單分散性能；浙江大學(xué)［13］開發(fā)出臨界尺寸2.5 mm、斷裂強(qiáng)度4.5 GPa、壓縮塑性約0.6%的四元耐腐蝕鐵基金屬玻璃，可用于航空和兵器及其他需耐腐蝕的場合；山東大學(xué)邊秀房團(tuán)隊［14］開展了鐵基非晶體材料(金屬玻璃)降解工業(yè)污水中有機(jī)物和處理城市污水方面的研究，30 min內(nèi)減少廢水18.93%，COD減少22.93%，鐵基非晶體材料(金屬玻璃)多次回收利用質(zhì)量損耗保持穩(wěn)定；隨后，邊秀房團(tuán)隊［15］研究二氧化鈦以及晶體合金鐵基金屬玻璃/二氧化鈦催化粉末對廢水中有機(jī)物的降解機(jī)理發(fā)現(xiàn)，在COD為43 639 mg/L的有機(jī)工業(yè)廢水中加入2 mm寬、厚度30±10μm的鐵基金屬玻璃條帶，其COD降解率可達(dá)97%；葉福興等［4］將含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si的鐵基金屬玻璃等離子噴涂在Q235金屬基體上，浸入450℃液態(tài)無鉛釬料中，電鏡掃描發(fā)現(xiàn)涂層腐蝕前后斷面微觀形貌變化不大，沒有出現(xiàn)明顯的腐蝕分層；華東師范大學(xué)［16］將鐵基金屬玻璃中摻雜M53/MWCNTs復(fù)合物后，100 min內(nèi)對K2Cr2O7的光催化降解率達(dá)到95%；澳大利亞埃迪斯科文大學(xué)的張來昌教授團(tuán)隊2018年發(fā)現(xiàn)了一種像一片普通家用錫紙的鐵基金屬玻璃，能很好地去除染料工業(yè)和采礦業(yè)產(chǎn)生的污水中的有機(jī)物及重金屬［17］。

綜上，50多年的研究發(fā)現(xiàn)，鐵基金屬玻璃在節(jié)電、防腐、耐磨、催化、航空和兵器等領(lǐng)域有著突出的貢獻(xiàn)［2］。

鐵基金屬玻璃隨著研究的深入和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，有望在油氣田開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用，如：鉆井液無害化處理，去除其中的重金屬離子、有機(jī)物和降解COD等；頁巖氣和頁巖油壓裂返排液中有機(jī)物處理和降解COD［18］；海洋石油管道與海底站場設(shè)備的防腐；煤層氣采出液中金屬離子、硅離子、有機(jī)物等處理及COD降解；常規(guī)油氣改造返排液中殘酸、酸化殘渣、添加劑(緩蝕劑、穩(wěn)定劑)、重金屬離子、壓裂液中的有機(jī)物等無害處理［19］；可燃冰開采中防止CO2、H2S(和/或SRB)對管柱的腐蝕［20］；干熱巖熱儲建立時井下管柱強(qiáng)度和強(qiáng)腐蝕能力［21］、污水處理中有機(jī)懸浮物、SRB、CO2、金屬離子、無機(jī)鹽陰離子的去除、老化油中的有機(jī)物、SRB、FeS、Cr2S3粉末等處理、常規(guī)油氣管道和儲罐的內(nèi)外防腐等。

1 鐵基金屬玻璃的特性

1.1 非晶態(tài)性

鐵基金屬玻璃在15~20?之間，每個原子位于四面體棱柱的交點；大于20 ?時，原子任意堆積，X射線衍射峰呈漫反射峰，原子徑向分布函數(shù)和液體很相似，由較寬的暈和彌散環(huán)構(gòu)成漫反射峰，電子顯微鏡下觀察不到晶粒、晶界和晶格缺陷等；Akihiko團(tuán)隊2010年依靠納米電子微區(qū)衍射和分子動力學(xué)模擬技術(shù)直接觀察到鐵基金屬玻璃中原子排列呈短程有序、長程無序非晶態(tài)特性［22］。

1.2 介穩(wěn)性

熔融態(tài)金屬玻璃冷卻過程伴隨黏度急劇增大，質(zhì)點沒有規(guī)則排列時間，無法形成晶體，更無法釋放出結(jié)晶潛熱，致使鐵基金屬玻璃的吉布斯自由能［2］，具有自發(fā)釋放能量向晶體轉(zhuǎn)化的熱力學(xué)趨勢和克服析晶勢壘、金屬玻璃結(jié)晶的動力學(xué)特征的介穩(wěn)狀態(tài)。

1.3 漸變性和可逆性

陳鶴壽與Turnbull合作［23］在1967年憑借熱力學(xué)測量方法確定了金屬玻璃的玻璃本性。實質(zhì)上，在一定溫度范圍鐵基金屬玻璃由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，其物理、化學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化呈現(xiàn)漸變性和可逆性。

1.4 向同性

非晶鐵基金屬玻璃中原子無規(guī)則排列，表現(xiàn)在其硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)電率等在任何方向都相同。

1.5 力學(xué)性能

鐵基金屬玻璃臨界冷卻速率4.4×107K/s，凝固過程不會形成微觀結(jié)構(gòu)缺陷，臨界直徑1.5~7.0 mm，原子緊密均勻排列使其受力時不易產(chǎn)生滑移，其壓縮斷裂強(qiáng)度達(dá)到2.45~4.3 GPa，塑性應(yīng)變0.4%~8.5%［24］。

1.6 磁學(xué)性能

鐵基金屬玻璃不存在晶界、位錯等缺陷，幾乎不存在磁晶各向異性，也不存在釘扎磁疇壁壘；具有高飽和磁化強(qiáng)度(0.69~1.51 T)、低矯頑力(0.8~3.7 A/m)、低高頻損耗等性能；鐵基金屬玻璃鐵芯相對于硅鋼鐵芯空載損耗降低60%~80%，鐵損耗僅為硅鋼的1/5~1/4［25］。

1.7 化學(xué)性能

具有單相固溶體結(jié)構(gòu)、不存在成分偏析和第二相析出的鐵基金屬玻璃本身活性極高，能在其表面快速形成均勻分布的二氧化硅或水合鉻氫氧化物等鈍化膜，點蝕難以發(fā)生［3］。

2 鐵基金屬玻璃應(yīng)用于石油行業(yè)的理論依據(jù)

鐵基金屬玻璃耐腐蝕依據(jù)塔菲爾定律，用與陽極溶解速率相關(guān)的腐蝕電流密度表征［3］；隨著鐵基金屬玻璃的形成溫度升高，為電子在晶粒內(nèi)部的快速轉(zhuǎn)移提供了便捷通道，顯著的電勢差存在于多相金屬間化合物之間，電子在其內(nèi)部不計其數(shù)微小原電池中自發(fā)產(chǎn)生轉(zhuǎn)移［17］，單相固溶體結(jié)構(gòu)中臨界晶核低克分子自由焓決定其表面原子活性極高，迅速均勻地在其表面形成二氧化硅或水合鉻氫氧化物等鈍化膜，起防腐作用。同時，鐵基金屬玻璃中快速的電子轉(zhuǎn)移能使污水中的病原菌、寄生蟲以及銅、鐵、鋅、鈣、鎂、鉻、鉛等重金屬離子和多氯聯(lián)苯、二惡英等難降解的污染物有效轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳、無機(jī)小分子等無害物，電子轉(zhuǎn)移速度越快，去污效率越高。鐵基金屬玻璃耐腐蝕能力早在1974年被日本學(xué)者在鐵-鉻-磷-碳和鐵-鉻-錳-碳-硼非晶合金玻璃中得到證實［26-27］。

2.1 鐵基金屬玻璃中微量元素的影響

鐵基金屬玻璃摻雜微量金屬提高了單相固溶體結(jié)構(gòu)及表面均勻鈍化膜的形成速度［28］。Pang等［29］在鐵-鉻-錳-碳-硼非晶金屬玻璃中摻雜磷后，在1 mol/L、6 mol/L鹽酸中具有自發(fā)鈍化現(xiàn)象，鈍化電流密度10?1A/m2，當(dāng)鹽酸濃度達(dá)到12 mol/L、陽極極化到1.5 V時，鐵基金屬玻璃表面無點蝕痕跡；摻雜磷元素后使非晶結(jié)構(gòu)和成分更均勻，表面形成的鈍化膜更加穩(wěn)定一致，從而提高了耐腐蝕性能。Long等［30］在鐵-硼-硅-鈮非晶金屬玻璃中摻雜鎳后，在0.5 mol/L氫氧化鈉、0.5 mol/L硫酸、0.5 mol/L氯化鈉等3種溶液中表現(xiàn)出很好的自發(fā)鈍化特性，認(rèn)為是鎳比鐵具有更好耐腐特性的緣故。Long等［31］在鐵-鈷-硼-硅-鈮非晶金屬玻璃中摻雜鉻后，在12 mol/L的鹽酸中浸泡7 d表面仍保持金屬光澤，同時，隨著鉻元素?fù)诫s量的增加，鐵基金屬玻璃在0.5 mol/L氯化鈉和0.5 mol/L硫酸溶液中的腐蝕速率和腐蝕電流均呈單調(diào)遞減趨勢，這是由鉻元素在其表面形成了穩(wěn)固且致密的鉻氫氧化物造成的。Tan等［32］在鐵-鉻-磷-碳非晶金屬玻璃中摻雜6at%(原子百分?jǐn)?shù))錳后，在1 mol/L鹽酸溶液中浸泡20 h，其鈍化電流密度下降，表面保持金屬光澤，這是因為錳元素促進(jìn)鉻離子在鈍化膜中的富集、堵塞或消除鐵基金屬玻璃表面的活性空位，Poon等［33］在后續(xù)的研究中也驗證了這一結(jié)論。

2.2 結(jié)構(gòu)弛豫和納米晶化的影響

鐵基金屬玻璃在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度退火時，非晶態(tài)合金會朝著更穩(wěn)定的非晶態(tài)轉(zhuǎn)變，其系統(tǒng)自由能降低，這種現(xiàn)象就是鐵基金屬玻璃的結(jié)構(gòu)弛豫；同時，鐵基金屬玻璃退火時，會得到均勻分布于非晶基體上的鈉米晶雙相結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)弛豫和納米晶化對鐵基金屬玻璃的耐腐性產(chǎn)生影響［34］。Raicheff等［35］依據(jù)鐵基玻璃(Fe70Cr10P13C7)弛豫前后雙體相關(guān)函數(shù)計算其第1配位數(shù)和第2配位數(shù)的比值后認(rèn)為低溫弛豫導(dǎo)致非晶結(jié)構(gòu)更加緊密堆集，引起陽極活性降低，表面鈍化膜更易形成。Souzat等［36］在研究中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)弛豫和部分晶化產(chǎn)生的晶界、析出相和偏析可使鐵基金屬玻璃(Fe78Si9B13)的耐腐蝕能力降低；Alvarez等［37］研究表明，納米晶化使鐵基金屬玻璃表面形成富硅鈍化膜，具有更好的耐腐蝕性能。

2.3 自由體積的影響

Turnbull［38］和Cohen［39］率先提出的自由體積概念認(rèn)為，液態(tài)和非晶態(tài)物質(zhì)中每個分子所占有的平均體積與每個分子占有的實際體積之間存在“空隙”，即體積差，也就是自由體積；當(dāng)“空隙”足夠容納1個原子時，它就可以在流體內(nèi)部重新分布而不需要附加任何能量，自由體積被認(rèn)為是一種缺陷，影響鐵基金屬玻璃的腐蝕特性。但Souza在研究鐵-銅-鈮-硅-硼非晶金屬玻璃時發(fā)現(xiàn)［40］，殘余非晶基體和納米晶區(qū)之間存在強(qiáng)烈的界面效應(yīng)，界面區(qū)域存在的諸如：自由體積、微空穴等增加了硅原子的擴(kuò)散系數(shù)，大量的硅原子擴(kuò)散到金屬玻璃表面形成均勻穩(wěn)定的二氧化硅鈍化膜［41］，鐵基金屬玻璃耐腐性能得以提高。

3 在油氣開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用前景

3.1 鉆井液無害化處理

單井廢棄鉆井液海上油田約300~500 m3、陸域油田約100~200 m3，水基或油基鉆井液雖然其成分不同，但其中的重金屬、無機(jī)或有機(jī)鹽類、油和其他化學(xué)添加劑均會對環(huán)境產(chǎn)生破壞；常用的處理方法有固化、地層回注、填埋或密封、循環(huán)利用、生物降解、焚燒、蒸餾和萃取、熱解、MTC、化學(xué)破乳等方法。事實上，廢棄鉆井液的處理難度在于固液分離出的液體中重金屬離子無法從根本上去除［42］。近年來，國內(nèi)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)像Fe78Si19B13(鐵-硅-硼)、Fe76B12Si9Y3(鐵-硼-硅-釔)金屬玻璃［15，17，43］可降解液體中的重金屬離子、二惡英等有害物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化為H2O、CO2和無機(jī)小分子等無害物。礦場上可以嘗試：（1）壓濾機(jī)對廢棄鉆井液進(jìn)行固液分離，將固相掩埋或固化或筑路和鋪墊油田站場［44］；（2）用石墨烯纖維膜或石墨烯/埃洛石納米管-醋酸纖維素復(fù)合膜對分離出來的液體進(jìn)行油水分離［45］，分離出來的油可以作為油基泥漿的材料重復(fù)利用；（3）油水分離出來的污水通過安裝有寬度2~6 mm、厚度30±10μm鐵基金屬玻璃(Fe78Si19B13)條帶的設(shè)備處理；（4）將（3）處理后的污水經(jīng)過放置有Fe76B12Si9Y3鐵基金屬玻璃285~645μm顆粒的過濾器經(jīng)過3~5次過濾后，得到可用于罐溉農(nóng)作物、澆花等用途或達(dá)標(biāo)排放的水。油田在應(yīng)用過程中可實行“工廠化”或“撬裝”處理方式。

3.2 油氣田污水處理

油氣田污水主要來源于地下采出水，處理方法主要包括：超聲波、分子量分級、吸附、浮選、化學(xué)氧化和絮凝、活性污泥、氧化除硫化氫+油浮選、氣提除H2S+氣浮選等綜合處理方法。雖然處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》中低滲透油層注水水質(zhì)要求，但不能直接外排，復(fù)雜的處理工藝及昂貴的費(fèi)用讓企業(yè)難以承受。國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為“石墨烯+鐵基金屬玻璃”可將油氣田污水處理到符合環(huán)保要求外排的標(biāo)準(zhǔn)［14，46］。現(xiàn)場上可嘗試：(1)“RGO(氧化石墨烯)/TiO2(二氧化鈦)/三乙酸纖維素”膜［45］去除油氣田污水中的油、Cl?、Na+、Mg2+、Ca2+、SO42?；(2)“RGO(氧化石墨烯)/TiO2(二氧化鈦)”光催化網(wǎng)去除污水中的細(xì)菌和懸浮物；(3)“鐵基金屬玻璃(Fe78Si9B13Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3)粉末過濾2~3次去除重金屬離子和其他有害物質(zhì)。煤層氣采出液中含有的離子主要有Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、CO32?、HCO3?、SO42?、Si4+等腐蝕和成垢離子［47］，其處理工藝可參照油氣田污水處理。

3.3 壓裂返排液處理

壓裂返排液中含有胍膠、聚合物、細(xì)菌、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽等，油田壓裂返排液集中到處理站后的處理工藝流程：壓裂返排液、活化脫穩(wěn)、定位除雜、絮凝沉淀、成分調(diào)節(jié)、精細(xì)過濾、回用配液或深井回注［48］；但溶于水的重金屬離子、Cl?、Na+、Mg2+、Ca2+、SO42?、CO32?等無法去除，達(dá)不到環(huán)保要求的外排標(biāo)準(zhǔn)。大連理工大學(xué)在2011—2018年制備出了球形可控制在小于45μm[(Fe0.5Co0.5)0.75B0.2Si0.05]96Nb4鐵基金屬玻璃單分散微粒子［11］和粒徑均一、球形度高、熱歷史一致的單分散鐵基金屬玻璃［12］粒子Fe60Ni7.5Mo7.5P10C10，其粒徑285~383μm。這些球形鐵基金屬玻璃微粒子可降解重金屬離子等有害物質(zhì)，處理壓裂返排液時，可考慮在精細(xì)過濾環(huán)節(jié)，應(yīng)用不同粒徑的鐵基金屬玻璃粒子分級過濾，處理后的污水可用于罐溉或城市工業(yè)用水(中水)。

3.4 原油儲罐防腐

原油中含有少量硫酸鹽還原菌、硫化氫、二氧化碳、氯離子等腐蝕因子，易對原油儲罐造成腐蝕，陰極保護(hù)、防腐涂料等是常用防護(hù)措施，維修或更換耗費(fèi)大量的人財物。原油儲罐都是用高強(qiáng)度鋼板(如：日本的SPV490Q，武鋼WH610D2、12MnNiVR，舞陽WY610D)釬焊焊接而成［49］，環(huán)保及國家法令要求用無釬焊料取代錫鉛釬料［50］，替代法、滲氮法、Melonite QPQ技術(shù)、涂覆法常用來解決無釬焊料易氧化、耐腐蝕性差的問題，但工藝復(fù)雜、效率低、成本高［51］。天津大學(xué)［4］在噴涂電流550 A、噴涂電壓55 V、噴涂距離110 mm、噴涂流量40 L/min的高能等離子噴涂工況，向Q235鋼上噴涂含有鉻、錳、鎳、磷、硼、硅的鐵基金屬玻璃，邊噴涂邊用壓縮空氣對基體表面進(jìn)行連續(xù)冷卻，噴涂后的Q235具有很強(qiáng)的耐蝕能力。同樣，F(xiàn)eCrMoCB和FeCrMoCBP鐵基金屬玻璃在6~12 mol/L鹽酸溶液中能自由鈍化［29］；FeBSiNbNi鐵基金屬玻璃在0.5 mol/L NaOH、0.5 mol/L H2SO4溶液中顯示出很好的自發(fā)鈍化特性［30］；FeCoSiBNbCr鐵基金屬玻璃在12 mol/L鹽酸溶液中浸泡7 d金屬表面光澤如初［31］。現(xiàn)場上，原油儲罐噴砂除銹后，噴涂鐵基金屬玻璃可以延長其維修間隔和使用壽命。

3.5 老化油處理

從表面上看，老化油來源于油井作業(yè)和輸油管線外漏落地油、儲罐罐底、污水處理回收原油等，受細(xì)菌、雜質(zhì)、采油助劑及原油物性的影響，現(xiàn)有聯(lián)合站設(shè)備及工藝無法滿足老化油處理要求，大慶油田2014年老化油產(chǎn)量42×104t［52］；實質(zhì)上，現(xiàn)場上發(fā)現(xiàn)老化油儲罐中存在很厚(有的油田老化油儲罐中厚度達(dá)5 m)黑色膠態(tài)物質(zhì)過渡層，主要是由硫酸鹽還原菌繁殖代謝產(chǎn)生的FeS和少量的Cr2S3、MgS、Na2S、CaS，吸附于油水界面難于分層，且易發(fā)生強(qiáng)烈放電效應(yīng)［53-54］，因此，生物細(xì)菌競爭處理老化油工藝應(yīng)運(yùn)而生，但處理周期在15~20 d。鄭州大學(xué)李福山團(tuán)隊［55］利用單輥技術(shù)得到了含有烯土元素的Fe64Co7Zr6Nb3B20、Fe67Co9.5Nb3Dy0.5B20和(Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3)96Dy4等3種鐵礦基金屬玻璃，對其軟磁性能進(jìn)行了表征，證實了具有吸附和降解Fe3+/Fe2+的功能［15］。2013年沈軍等人［56］發(fā)現(xiàn)鈦基金屬玻璃-氧化物復(fù)合材料能夠吸收水溶液中的Cr6+，1 h能使含有Cr6+的淡黃色液體變成無色透明的液體。油田在儲存老化油的儲罐結(jié)合其防腐，可在其內(nèi)部設(shè)置鐵基和鈦基金屬玻璃條帶，老化油中的FeS/Cr2S3被吸收后，儲罐中老化油過渡層消失。

3.6 海上油氣井隔水導(dǎo)管防腐

隔水導(dǎo)管既是流體循環(huán)通道，也是隔絕海水和連接平臺的設(shè)備，復(fù)雜的海洋環(huán)境，腐蝕成為隔水導(dǎo)管失效的重要原因之一；楊進(jìn)團(tuán)隊［57］研究了材質(zhì)為X52、X56、X60、X65、X70、X80隔水導(dǎo)的管腐蝕規(guī)律，全面腐蝕與吸氧腐蝕是我國南海隔水導(dǎo)管腐蝕的主要形式。國內(nèi)外許多學(xué)者［58-59］對鐵礦基金屬的動力學(xué)特征、斷裂損傷機(jī)理及剪切動力學(xué)特性等進(jìn)行了研究，因其高彈性、高強(qiáng)度、強(qiáng)軟磁性、耐腐蝕、抗撞擊、耐冷熱等特性已在航天、軍事、諸多工業(yè)領(lǐng)域、甚至生活中廣泛應(yīng)用。選擇既耐腐蝕、又抗撞擊的鐵基金屬玻璃，噴涂在隔水導(dǎo)管的表面，將延長其使用壽命。

4 結(jié)論

鐵基金屬玻璃是一種以金屬材料為主的非晶材料，具有漸變、可逆、向同、力學(xué)、磁學(xué)和化學(xué)等方面的優(yōu)異性能，不同類型的鐵基金屬玻璃在于油氣田開發(fā)的防腐、污水處理、老化油處理、壓裂返排液處理、鉆井液無害化處理等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。