非金属材料腐蚀数据库的设计

唐聿明　郑晓梅　乔　宁　李一兵　王光耀

　　摘　要　在原有DOS版本的基础上,实现了一套以Windows95为操作平台、全中文的非金属材料腐蚀数据库.使用Borland C++ 5.0语言编制数据库管理系统和用户界面.库内有60余种非金属材料在近千种腐蚀介质中的腐蚀数据以及力学、物理性能数据.有十几种查询途径,以及库维护和打印等功能.
　　关键词　非金属 腐蚀 数据库 计算机
　　学科分类号　TG179

DESIGN AND ESTABLISHMENT OF A CORROSION DATABASE FOR NON-METALLIC MATERIALS
TANG Yuming, ZHENG Xiaomei, QIAO Ning, LI Yibing, WANG Guangyao
(Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029)

　　ABSTRACT Based on the primary Dos edition, the corrosion database for non-metallic materials (in Chinese), which used Windows 95 as the operation platform, has been established. Borland C⁺⁺ 5.0 programming language was used for database management system and user's interface. There are corrosion data for more than 60 non-metallic materials in about 1000 corrosive media, mechanical property data and physical property data. More than 10 ways of inquiry and a series of functions such as database maintenance and printing were contained in this database.
　　KEY WORDS non-metallic material, corrosion, database, micro-computer

　　非金属材料品种繁多,性能各异,尤其是在千百种化工介质中的腐蚀性能数据更为庞大.它们散布于国内、外多种出版物上,而且数据仍在不断地增添. 国内外已相继建立了一些不同类型的腐蚀数据库^［1～6］,但缺乏有关非金属材料方面的中文的数据库.鉴于此,北京化工大学于1996年建立了一套DOS环境下的全中文的非金属材料化工腐蚀基础数据库.现把它升级为Windows95版本,并进一步改进和完善了一些功能.

1 库的总体结构
　　非金属材料腐蚀数据库由5个子库组成（见图1）：腐蚀数据子库,材料性能子库和中英文名称字典库.其中,材料性能子库又包括物理性能子库和力学性能子库,中英文名称字典库又由腐蚀介质中英文名称和材料中英文名称两个小库组成.各个子库都可以独立运行,供用户检索查询.

Fig.1 Main structure of corrosion database

2 数据
2.1 腐蚀性能数据
2.1.1 腐蚀性能数据的数据结构 非金属材料在化工介质中的耐蚀性,国内外一般均采用三级分类法表示,即耐蚀（推荐）、有问题和不耐蚀（不推荐）.这与金属使用腐蚀率,即每年减薄多少mm不同.在本数据库中采用该三级分类法.但是在计算机输入时作了符号转换,用A、B和C分别代表耐蚀、有问题和不耐蚀.
　　每个腐蚀数据均由材料名称、介质名称、介质浓度和介质温度4个条件唯一决定.本数据库采用了直角坐标图来存储腐蚀数据点. 这一直角坐标图的纵坐标为介质温度,横坐标为介质浓度.介质浓度采用以水为溶剂的重量百分浓度（wt%）,以10%为一间隔,从0%到100%分为10个间隔.介质温度以摄氏（℃）和华氏（°F）两个温标一起标记,温度范围从0°F（-17.8℃）到250°F（121℃）,共分12级.温度标尺（间隔）为非等距的,每一实际温度间隔都在温度轴上给出.坐标图内还附有用阿拉伯数字表示的脚注,有关材料和介质的一些特殊信息均列于脚注内,增加了信息量.在温度轴和浓度轴的每个交叉点上,用腐蚀状况A,B,C来填充,它表明了在某一浓度的介质中,某一温度下材料的腐蚀数据.每一种材料在任何一种腐蚀介质中都可测得这样的一幅直角坐标图.除由脚注说明外,收集到的材料的腐蚀数据都是在静态介质中测得的.
2.1.2 腐蚀性能数据的组织和存储形式 （1）采用关系数据库的关系模式组织数据,FoxBase的数据库文件结构. （2）关系模式反映的是二维关系,而基础腐蚀数据是由腐蚀介质、材料、介质温度和介质浓度决定耐蚀等级的四维关系,将其映射为二维关系加二维关系的形式才可以转化为关系模式.先建立腐蚀介质和材料的二维表,表中的数据点为一种材料在一种介质中的虚拟腐蚀数据点.再将此数据点分解为不同温度和不同浓度下各点的腐蚀数据,就实现了四维到二维的映射. （3）采用索引表形式,使空数据不占用存贮空间,较好地减少了冗余,也压缩了稀疏矩阵的存贮空间. （4）与腐蚀状况有关的一些补充信息被单独地建成了一个脚注库.它直接与介质和材料相关,也减少了数据的冗余.
2.1.3 腐蚀性能数据界面显示 在本数据库中采用上述形式的直角坐标图来显示用户基本的查询结果,用户只要知道材料和介质名称就可查询到一幅直角坐标图,这个图可清楚地显示出不同浓度和不同温度情况下材料的耐蚀性的变化情况.为了美观和醒目,在计算机屏幕上实际显示时采用了绿、黄和红三色分别代表A（耐蚀）、B（有问题）、C（不耐蚀）.因此,用户最后看到的基本的查询结果是一幅以红、黄、绿三种色块标注的直角坐标图.在这个坐标图内,用户还可进行二次拾取,在整个图内的任意位置按动鼠标左键,耐蚀等级及相关的附属信息便以文字形式显示出来.
2.2 名称字典库
　　库内还收集了材料和介质的中、英文名称,在字典库中可分别在中、英文名称菜单上对照查询.同一种介质或同一种材料若有两个中文或英文名称,都收集在内.
2.3 材料的物理和力学性能
　　为了给用户提供更多的信息,本库还设计了两个辅助的功能库,供用户查询材料的物理性能和力学性能.
　　物理性能 选取的材料物理性能参数有密度、比热、线膨胀系数、热导率、熔体指数、熔点、玻璃化温度、马丁耐热温度和应用温度范围,共9种.
　　力学性能 选取的力学性能参数有屈服强度、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率、弹性模量和硬度,共7种. 物理性能和力学性能的查询结果用汉字和数字以表格形式显示.
2.4 数据源
　　本库原则上以收集国内、外公开出版物上刊登的腐蚀数据为主.目前,主要是收集文献^［7～10］上的数据.
2.5 数据量
　　本数据库共收集了塑料、橡胶、复合材料、玻陶、涂料、胶泥、混凝土、石墨和木材9大类约60种非金属材料在酸、碱、盐和其他无机化合物,烃及石油产品,有机化合物,工业液体及产品、食品及植物油、饮料,药品和农药,大气、水、土壤等其他十几类近1000种腐蚀介质中的腐蚀数据,约有几万幅含有腐蚀数据的直角坐标图.数据量庞大,数据来源多,为了保证输入库内的数据正确无误,对每个数据在输入前后都进行了多遍的校对.

3 库的功能
　　该库的功能主要有查询、库维护和打印.其中查询功能设计得比较齐全,主要包括7种基础查询方式和6种其他查询方式.库维护包括追加、删除和修改功能.对于用户查询出来的任何一幅图,都可以联机打印.

4 用户界面
　　本系统在586以上微机, 中文Windows 95环境下运行, 采用Borland C++ 5.0语言设计.整个系统所占空间为3.4MB（包括库和管理系统执行文件）.
　　用户界面为标准的中文Win95,用户操作简单,方便.
　　（1）数据库的各项功能都分别列于菜单中,并且有相应各个菜单的按钮、快捷键,用户可方便地实现每一功能.
　　（2）由于腐蚀介质有近1000种,材料有约60种,为了用户查找快速、方便,把介质和材料先按类别形成两个分类列表框,用户点取哪个类,这个类相应的介质或材料名称就同时列出来.
　　（3）每一项功能一般都经过选择对话框和结果窗口两步来完成.对于基础查询的第一项功能,在结果窗口中用户还可以进行第二次拾取,用鼠标随意点取直角坐标图内各点,有关这个条件下有无腐蚀数据、腐蚀数据的耐蚀等级及实验条件等信息便显示于注释框内.

作者单位：北京化工大学 材料保护研究所 北京 100029

参考文献
　1 李长荣,Anderson D.B．中国腐蚀与防护学报,1991,11(2)：139
　2 屈祖玉等．中国腐蚀与防护学报,1991,11(4)：373
　3 李洪锡等．中国腐蚀与防护学报,1993,13(2)：184
　4 李洪锡等．中国腐蚀与防护学报,1992,4（3）：200
　5 王光耀等．北京化工大学学报,1995,22(4)
　6 Qu Zuyn. Proc. 7th APCCC,1991,1：499
　7 NACE,Corrosion Data Survey,6th ed.,Houston,NACE,1985
　8 Schweiezer,Philip A．Corrosion Resistance Tables,3rd ed. New York：Marcel Dekker,Inc.1986
　9 左景伊编．腐蚀数据手册.北京：化学工业出版社,1982
　10 许长清主编．合成树脂及塑料手册,北京：化学工业出版社,1991

收到初稿: 1997-01-14, 收到修改稿:1998-06-29