2024-T62铝合金涂层外场腐蚀环境下电化学性能研究

目的评估自然暴露条件下涂层的耐蚀性能。方法选取西沙热带海洋环境作为自然暴晒场,开展2024-T62铝合金涂层(N1和N2)在湿热暴露、紫外照射、盐雾等综合腐蚀环境下的外场暴晒试验,利用电化学测试方法对暴晒后涂层在3.5%Na Cl溶液中浸泡不同时间的耐蚀性能进行研究。结果铝合金涂层外场暴晒试验后,电化学阻抗值下降,综合腐蚀环境具有显明的加速作用。随着在3.5%Na Cl溶液的浸泡时间增加,C_(coat)-T值不断增大,Rcoat值不断减小。结论 N1铝合金涂层暴晒件电化学阻抗值较高,具有较强的耐蚀性能。     

×飞机半封闭部位局部环境谱当量加速关系研究

目的确定局部环境谱当量加速关系。方法以×型飞机某半封闭关键部位为研究对象,依据其在机体中所处的位置及服役环境中各气候条件编制局部加速腐蚀试验环境谱,分别进行试验室周期浸润加速腐蚀和自然环境暴晒。借助涂层宏观、微观形貌检测、色差、光泽度等常规性能检测和电化学极化曲线测试,对两种不同环境下试验件进行性能测试。结果试验室周期浸润加速腐蚀196.6 h,相当于舰面停放1年,且经过实验室2个周期加速腐蚀与自然环境暴晒2年的试验件涂层形貌、失光率、色差、电化学性能一致。结论该局部环境谱当量加速关系准确可靠。     

航空铝合金材料大气腐蚀环境因子灰色关联分析

结合航空铝合金材料LY12CZ在全国7个大气腐蚀试验网站暴晒腐蚀数据,利用灰色关联分析方法计算出铝合金大气腐蚀速率和腐蚀环境因子在不同暴晒时间的关联度,分析大气腐蚀环境因子对铝合金材料大气腐蚀的影响规律。LY12CZ自然暴晒1,3,6,10 a的气象环境因子灰色关联度分析结果表明,各暴露年限气象环境因子关联度排序相对位置均未发生变化;对于腐蚀环境因子而言,各暴露年限的腐蚀环境因子发生了变化。     

Q235碳钢在石化大气环境中初期腐蚀行为

在武汉石化厂区内对Q235碳钢进行了半年的化工大气环境下的暴晒试验,测量了钢的初期腐蚀速率;利用扫描电镜、XRD观察分析了暴晒后样品的锈层特征;对带锈试样进行了交流阻抗测量.结果显示,Q235碳钢暴晒半年后腐蚀产物主要有Fe2(SO4)3·nH2O,FeSO4·nH2O,FeOOH,Fe(OH)(SO4)(H2O),腐...     

Arrhenius公式和环境作用动力学对压缩橡胶的精度比较

目的 精确描述压缩橡胶永久变形率的变化规律,准确评估其使用寿命。方法 应用环境作用动力学理论,建立压缩橡胶永久变形率的变化微分方程,求解微分方程得到压缩橡胶永久变形率变化规律的微分方程通解。再以氟硅橡胶为例,通过高温加速试验获取其在100、125、150、175、200℃下的试验数据,分别采用环境作用动力学通解和阿伦尼乌兹公式建立氟硅橡胶压缩永久变形率模型。最后,与3.5 a的自然环境试验数据进行对比。结果 应用环境作用动力学理论建立的氟硅橡胶压缩永久变形率模型与3.5 a自然环境试验数据的最大误差约为3.32%,而应用阿伦尼乌兹公式建立的氟硅橡胶压缩永久变形率模型的最大误差约为14%。结论 阿伦尼乌兹公式只适用于没有环境作用或固定环境作用下的物质特征变化,而环境作用动力学方程中,有明确的环境作用项σ,适用于复杂环境作用下物质特征变化规律的描述。     

某型装备用硅橡胶密封圈热氧老化试验与寿命评估

目的 研究某型装备用硅橡胶密封圈在温度影响下的性能退化规律,并进行寿命评估。方法 采用热氧老化加速试验方法,试验过程中模拟橡胶密封圈径向承压状态,通过强化温度试验条件,在90、100、110、120 ℃条件下对硅橡胶密封圈进行加速老化试验。以压缩永久变形率作为参数,对试验后的性能检测数据进行分析与处理,结合Arrhenius模型,以硅橡胶(径压)密封圈压缩永久变形率分别达到10%、20%、30%、40%和50%为密封圈失效临界值指标,外推常温25 ℃时硅橡胶密封圈寿命。结果 加速老化试验后,硅橡胶密封圈的压缩变形率逐渐下降,且温度越高,其压缩变形率下降越快。硅橡胶(径压)密封圈在25 ℃条件下,压缩永久变形率达到10%、20%、30%、40%和50%的贮存寿命分别为1、2.9、5.6、9.1、13.8 a。结论 温度是造成硅橡胶密封圈性能退化的因素之一。文中的试验方法和数据处理方法能有效评估〇型密封圈的寿命。     

橡胶及制品自然贮存老化行为研究进展

针对橡胶及制品自然贮存老化行为的研究现状,从宏观性能、微观结构、自然贮存试验方法等方面进行综述。其中,宏观性能主要包括力学性能和其他宏观性能两个方面;微观结构方面主要包括FTIR技术、热分析技术、SEM及XPS技术等三个方面;自然贮存试验方法方面主要是部分橡胶及制品的相关自然贮存试验规范及标准。橡胶及制品自然贮存老化行为研究应加强自然贮存试验,综合运用分析手段掌握橡胶及制品的真实老化行为,从而改善橡胶性能,延长其使用寿命。     

硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件电偶腐蚀的防护作用研究

目的 研究YTF-3硬膜缓蚀剂对由TC4螺栓、不锈钢螺母、7050铝合金及TC4钛合金夹层板组成的组件电偶腐蚀的影响作用。方法 利用硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件和夹层板进行整体腐蚀防护处理,并通过盐雾加速腐蚀试验。将齿轮槽螺栓与无耳托板自锁螺母安装连接后,进行自然环境加速腐蚀试验,腐蚀后对螺栓螺母以及夹层板的腐蚀情况进行拍照检查,采用图像处理方式对腐蚀情况进行评价,并通过室温拉伸试验对钛合金螺栓腐蚀前后的力学性能情况进行对比分析。结果 经过腐蚀试验后,TC4螺栓和铝合金组件刷涂缓蚀剂区域比未刷涂缓蚀剂区域的平均腐蚀面积要小。不锈钢螺母与TC4钛合金组件刷涂缓蚀剂区域出现明显褶皱和破损现象。对比了试验前后钛合金螺栓的最大拉断载荷,发现降幅仅为0.5%。结论 铝合金夹层板会遭受电偶腐蚀,而YTF-3缓蚀剂可以有效隔绝腐蚀介质渗入固定间隙,大幅缓解电偶腐蚀,而钛合金螺栓在加速腐蚀试验中并未发生明显的腐蚀,并且力学性能无明显改变。     

考虑贮存剖面的固体火箭发动机橡胶密封圈贮存寿命研究

目的 对贮存周期内包含多个温度环境剖面的固体火箭发动机橡胶密封圈贮存寿命进行评估。方法 通过开展硅橡胶材料加速老化试验,结合Arrhenius老化规律,建立硅橡胶老化模型,获得硅橡胶加速老化等当规律,并根据等当关系开展模拟密封装置加速老化试验,考核老化后硅橡胶密封性。最后通过对固体火箭发动机贮存环境剖面进行梳理,计算出贮存周期下的等效温度,并结合试验获得的硅橡胶密封圈老化性能,直接对该贮存周期下密封圈老化寿命进行评估。结果 通过硅橡胶材料老化试验及模拟密封装置老化试验,得到了25℃下硅橡胶能够满足20 a的使用寿命。随后通过梳理并计算得出固体火箭发动机贮存周期下的等效温度为22.78℃,可以直接获得该发动机使用的硅橡胶密封圈寿命在该贮存环境下能够满足20 a使用寿命。结论 通过计算贮存周期下多个温度环境剖面的等效温度,并结合加速老化试验结论,可快速获得橡胶密封圈老化寿命。     

直升机用橡胶密封产品环境试验技术研究进展

以我国直升机在恶劣环境条件下服役导致密封产品频繁发生失效故障为背景,对航空橡胶密封材料及产品的环境试验与评价技术进行了梳理总结。分析了橡胶密封材料及产品大气暴露试验、户外自然加速暴露试验等自然环境试验技术的发展现状,介绍了热空气老化、紫外老化、臭氧老化、湿热、低温、盐雾、霉菌及综合环境试验等橡胶密封材料及产品实验室模拟加速试验技术的作用机理及试验方法。在此基础上,提出了今后应在橡胶密封产品实验室多因素模拟加速试验技术、密封结构件环境效应数据积累和应用等方面加强研究。     

硅橡胶自然环境加速试验方法与自然环境试验方法等效性研究

目的研究自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。方法针对6141硅橡胶,在高原、沙漠、湿热三个自然环境条件下,采用玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种已有自然环境加速试验装置,开展4种自然环境加速试验方法与户外暴露自然环境试验方法的对比试验,运用图形与秩和检验法分析不同自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。结果在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,采用6141硅橡胶对比开展的玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验中,其拉伸强度服从同一性能变化规律。结论在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,开展的6141硅橡胶玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验具有等效性。     

严酷海洋大气环境下玻璃纤维复合材料腐蚀老化规律研究

目的 研究严酷海洋大气环境下,玻璃纤维增强树脂基复合材料的腐蚀老化规律.方法 通过实海大气环境试验,分析了南海岛礁大气环境下,复合材料暴露不同周期后的腐蚀形貌特征以及力学性能变化规律,建立了腐蚀老化性能预测灰色模型GM(1,1),并与青岛、厦门和三亚等典型海洋大气环境进行对比研究.结果 随暴露时间的增长,南海岛礁大气环境下的复合材料发生严重的纤维裸露,其弯曲强度呈下降趋势,基于弯曲强度建立的灰色模型GM(1,1)精度达到1级;与其他典型海洋大气环境相比,随着纬度的降低,复合材料的弯曲强度呈下降趋势.结论 灰色模型GM(1,1)对复合材料在岛礁等严酷海洋大气环境下的腐蚀老化性能预测精度较高.影响复合材料性能的最主要环境因素为辐照,其次为相对湿度和温度.     

丁腈橡胶5171密封件热氧老化研究

开展了腈橡胶5171热氧老化试验,结合老化前后宏观、微观性能的变化,对其热氧老化行为及规律进行了研究。结果表明,老化前期,丁腈橡胶5171的物理力学性能出现了较大幅度下降,表面氧元素相对含量及分子链交联密度明显增大,说明橡胶发生了以交联反应为主的吸氧老化;随着老化时间的延长,表面碳元素相对含量上升,氧、氮元素相对含量下降,说明防老剂D和增塑剂癸二酸二丁酯发生了向表面的扩散和迁移,进一步劣化了橡胶的性能。     

微胶囊化新型聚硫橡胶密封剂的性能试验与评估

目的研发新型聚硫橡胶密封剂,并对其性能进行综合评估。方法基于原位聚合技术,制备以脲醛树脂为壁材,液态聚硫橡胶为囊芯的微胶囊。通过考察微胶囊密封剂的稳定可靠性、力学性能(力矩和拉伸性能)等,系统评价新型微胶囊密封剂的综合性能。结果通过聚硫密封剂微胶囊化,可将其装配工序由5步简化成1步,实现密封剂的预涂覆功能。微胶囊密封剂的稳定可靠性实验结果表明,长期储存后,微胶囊颗粒形貌不变,芯材聚硫橡胶未泄露和变性,保持良好的化学反应活性。力学性能试验结果表明,与原密封剂相比,微胶囊密封剂的破坏力矩、拆卸力矩、拉伸强度和断裂拉伸强度明显提高,断裂伸长率有所下降。结论通过脲醛原位聚合技术成功制备出形貌规整、粒径分布单一的聚硫密封剂微胶囊,实现聚硫密封剂包得住、不变性的目的。囊壁材料的引入对于密封剂力学性能有较大影响。     

酸性介质对橡胶材料在盐雾环境下老化行为的影响研究

目的研究SO_2、稀硫酸两种酸性介质对橡胶材料在盐雾环境下老化行为的影响。方法以乙丙橡胶、丁腈橡胶为试验对象,分别以SO_2、稀硫酸为酸性介质,开展"SO2-盐雾"、"稀硫酸-盐雾"试验,利用宏观形貌观察、拉伸性能测试方法,结合扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱技术,分析两种酸性介质对橡胶材料老化过程的影响。结果乙丙橡胶在"SO2-盐雾"复合环境中暴露48 h后,表面由紫色变为淡蓝色;暴露12d后,表面出现密集的脱落坑和长条状的粉化带,亚甲基含量略微降低,第三单体中,残余双键特征吸收峰消失。丁腈橡胶在"SO2-盐雾"环境中暴露12d后,橡胶断裂拉伸强度保留率降低至75%,聚合物中的酰胺键、亚甲基含量显著降低。结论"SO2-盐雾"复合试验对橡胶材料的侵蚀作用更加剧烈,丁腈橡胶暴露12 d后的断裂拉伸强度损失率比在"稀硫酸-盐雾"环境下高出14.39%。SO_2气体加速了橡胶中填充剂颗粒的析出、脱落过程,造成橡胶表面出现变色、脱落等缺陷,导致橡胶材料的拉伸性能降低。     

海洋环境对直升机基础产品腐蚀行为影响研究

目的 研究螺栓、卡箍等直升机基础产品在海洋大气环境下腐蚀和力学性能随时间的变化规律,采用结构模拟连接件,验证直升机防护体系对基础产品的防护效果。方法 通过将螺栓、卡箍和连接件在外场暴露不同时间,在此期间定期对试验件表面状态和力学性能进行测试,分析海洋环境对直升机基础差的影响和机上防护方法的可靠性。结果 经过2a腐蚀后,螺栓表面发生了明显的腐蚀,但是腐蚀深度不大,抗拉强度维持在18.3 MPa,剪切强度从27.99 MPa下降到26.52 MPa。卡箍发生了腐蚀,橡胶材料老化严重,推出力降低80%,基本丧失锁紧性能。有涂层保护的典型连接件,表面厚度为66 mm,色差为0.3,光泽度变化1%,各项参数与未暴露时相比变化不大。结论 在海洋大气环境下,螺栓、卡箍等在未采取防护措施的情况下不建议使用,机上采用的防护措施有效,可对基体起到很好的保护作用。     

某型飞机典型连接结构防腐蚀密封改进及验证

目的研究某型飞机典型连接结构防腐蚀密封改进方法。方法针对飞机典型连接结构的密封剂失效问题提出改进密封工艺和密封结构形式两种方案,并采用实验室加速环境谱进行试验验证研究,以获得解决密封剂失效问题的途径。结果密封剂固化时间由48 h延长至168 h后,典型连接试验件的初始开裂时间由试验1循环延迟至5循环,降低了涂层开裂程度。采用局部密封设计后,试验件的初始腐蚀时间从试验1循环延迟至10循环,试验件外表面螺钉均产生红棕色锈蚀。结论采用局部密封设计形式和将密封剂固化时间由48 h延长至168 h可以有效解决某型飞机典型连接结构现有设计中的密封剂失效问题。     

高强度铝合金典型沿海地区腐蚀行为加速试验方法研究

目的构建适用于高强度铝合金在某工业海洋性气候地区的加速腐蚀试验方法。方法选用飞机结构用典型高强度铝合金7B04-T6为试验材料,进行实验室加速腐蚀试验与某工业地区海洋大气环境曝晒试验,并对试验后的试样进行疲劳性能评价。通过平均腐蚀速率测试、腐蚀形态特征观察、疲劳断口特征分析,腐蚀加速倍率计算,对两种形式腐蚀铝合金的腐蚀机理和疲劳破坏行为等进行综合对比。结果经历实验室加速腐蚀试验与海洋大气环境曝晒试验后,7B04-T6铝合金的质量损失率基本相等,腐蚀形貌相近,疲劳断口特征一致,因而两种腐蚀模式一致,机理相同。结论所编制的实验室加速环境谱与试验方法,能够较好地用于某工业海洋性气候地区高强度铝合金材料和结构的环境损伤加速试验,实验室与外场海洋大气环境曝晒试验的加速比为97.64。     

湿热盐雾大气环境印制电路板防护棚下试验研究

目的 试验研究不同防护工艺的印制电路板在湿热盐雾大气环境下的适应性。方法 结合无防护试件,在严苛的濒海棚下环境开展4种印制电路板防护工艺的暴露试验,通过观察电路板外观,测量计算绝缘电阻、介质耐压、品质因数,以及扫描电镜、能谱分析等技术手段评价印制电路板防护工艺的性能。结果 濒海棚下环境中,无防护印制电路板腐蚀严重,电气性能显著下降。改性硅、有机硅三防漆防护的印制电路板在整个试验周期内腐蚀程度轻微,电气性能较好,表面涂层仅存在轻微起泡现象。丙烯酸三防漆防护印制电路板防护性能不稳定,印制电路板出现腐蚀现象,品质因数总体低于改性硅、有机硅三防漆防护。聚氨酯三防漆防护印制电路板在电气测试性能中表现良好,但涂层出现太多破损、起泡等缺陷,铜导线出现异常生锈现象。在介质耐压测试中,多周期呈现击穿状态。结论 在濒海区域棚下湿热盐雾环境中,涂覆有机硅、改性硅三防漆的印制电路板防护状态最好,可优先选择作为防护手段。     

典型气候环境中改性环氧树脂有机玻璃胶接性能变化规律研究

目的研究典型气候环境对两类有机玻璃胶接接头老化性能的影响。方法在重庆、青岛和拉萨三地开展两类有机玻璃胶接接头的户外自然暴露试验,研究其拉剪强度和剥离强度随老化时间的变化规律,分析气候环境因素对胶粘剂老化的作用机理,及胶接结构的老化失效模式。结果高温、高湿及紫外光辐射等气候环境因素是影响胶粘剂粘接性能的主要外在因素,其中高温高湿环境因子对其性能影响较大,而紫外光辐射引起的光降解速度并不像理论预测那样快,胶粘工艺是影响胶接接头性能的主要内在因素。结论优选出了耐候性较好,且适合航空有机玻璃和涤纶带粘接的胶粘剂,可为该胶接接头的防老化设计提供参考。