典型航空装备用金属材料在不同酸性盐雾环境下的腐蚀效应及机理

目的对比分析硫酸盐雾试验和盐雾/SO2复合试验的环境效应及机理差异。方法针对硫酸盐雾试验和ASTM G85附录A4-X4中的盐雾/SO2复合试验两种酸性盐雾试验方法,选取3种金属试片(4130高强度合金钢镀铬、40CrNiSi合金钢镀镍、2A12铝合金导电氧化)和2种合金钢自锁螺母(30CrMnSiA镀镉钝化螺母、30CrMnSiA镀锌钝化螺母)作为试验对象,对其开展两种酸性盐雾试验条件下的腐蚀试验,采用扫描电子显微镜、能谱分析研究各试验件表面生成的腐蚀产物形貌及组分特征,对比分析两种试验条件下的环境效应及机理差异,并结合耦合多电极矩阵(CMAS)测试技术,对比分析两种酸性盐雾试验条件下的环境腐蚀性特点及严酷性差异,初步探讨了两种试验条件与外场舰载平台环境的相关性关系。结果盐雾/SO2复合试验条件下CMAS电极的腐蚀深度达到同周期硫酸盐雾试验下的10倍左右。盐雾/SO2复合试验下,试样表面腐蚀产物中均检测出S元素的存在。相比于硫酸盐雾试验,盐雾/SO2复合试验与外场舰载平台环境具有更好的一致性。结论美军现行的盐雾/SO2复合试验方法与外场舰载平台环境具有更好的相符性。     

美海军舰载航空装备“盐雾-SO2”试验方法发展历程及启示

以美海军舰载航空装备环境试验方法的研究和发展为背景,详细综述了一种更加适用于舰载机装备特殊盐雾环境考核的SO_2酸性盐雾试验方法的提出、发展及其标准化情况,并介绍了现阶段美国海军舰载航空装备酸性盐雾考核要求的相关规定。最后,结合我国实际情况,提出了对我国现阶段舰载航空装备环境适应性研究工作的一些启发和建议。     

燃气轮机用YS10-021聚酰亚胺三防试验验证分析

目的 研究湿热、盐雾、霉菌环境对YS10-021聚酰亚胺材料性能的影响,为燃气轮机选材设计和定寿、延寿提供数据支撑。方法 设计开展YS10-021聚酰亚胺三防试验,定期测试试样老化后的物理性能,并对试验数据进行统计分析。结果 经3552h湿热试验后,高温拉伸强度和高温弯曲强度下降24%,仍然符合出厂指标要求;常温弯曲强度下降34%,简支梁冲击强度下降62%,超出指标要求;其他各项性能未见明显老化。经3 552 h盐雾试验后,弯曲强度下降30%,其余性能均在出厂指标要求范围以内。经84 d霉菌试验后,YS10-021聚酰亚胺各项性能均有轻微下降趋势,但老化不明显。结论 YS10-021聚酰亚胺在湿热、盐雾、霉菌环境中的耐受性良好。总体来看,湿热和盐雾环境对YS10-021聚酰亚胺力学性能的影响更大。     

电容式湿度传感器温-湿-盐雾耦合环境损伤效应与机理研究

目的 研究电容式湿度传感器在温-湿-盐雾耦合环境作用下的性能退化规律和失效机理。方法 将电容式湿度传感器放置在三因素循环(85 ℃+85%RH→40 ℃+0.05%NaCl中性盐雾→35 ℃+50%RH干燥)环境下进行加速老化试验,定期取样,分析响应时间和测量精度退化规律,研究温-湿-盐雾对电容式湿度传感器的环境损伤机制。结果 在三因素环境下老化7 d,湿度传感器在标准湿度(>50%RH)环境下感应异常;老化14 d,湿度传感器在每种标准湿度环境下感应异常。测试发现,湿敏电容的电容量偏大,绝缘电阻偏小,损耗角正切偏大,确定湿敏电容失效。湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,在盐雾阶段,盐粒子沉积在湿敏材料表面,在干燥阶段水分挥发,最终在湿敏材料表面形成不规整颗粒物,造成湿敏电容绝缘性能降低。在通电测试时,不规整颗粒物在电场作用下易发生尖端发电,使得感湿材料绝缘性能下降,同时伴随有腐蚀和击穿烧蚀,使湿敏电容发生失效。结论 湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,盐粒子易附着在感湿材料上,在通电环境下发生击穿烧蚀,造成湿度传感器功能失效。     

铝合金-丁腈橡胶航空带垫卡箍典型环境损伤研究

目的研究典型环境对丁腈橡胶-铝合金带垫卡箍的损伤效应。方法通过模拟铝合金-丁腈橡胶航空带垫卡箍使用时的装配结构和应力状态,应用GJB 150A—2009中的湿热和太阳辐射两种典型老化环境,采用宏观形貌观察、卡箍保持力测试和橡胶衬垫拉伸性能测试方法,结合扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱技术,分析带垫卡箍的性能劣化过程。结果带垫卡箍在湿热和太阳辐射环境中老化50 d后,卡箍橡胶衬垫表面出现大量微孔缺陷,拉伸性能大幅降低,导致卡箍保持力分别下降了35%和51%。结论带垫卡箍在模拟装配状态下进行湿热和太阳辐射环境暴露实验,卡箍橡胶衬垫内部结构由致密逐渐变得疏松,部分碳碳双键发生氧化交联反应,并在一定程度上提高了聚合物的交联密度,材料硬度提高,回弹性能减弱,橡胶衬垫对芯轴的包裹能力降低,导致卡箍保持力性能降低。     

不同环境下微动开关腐蚀形貌及接触电阻变化对比分析研究

目的对比分析不同试验环境下微动开关的腐蚀行为,研究其腐蚀机理。方法针对干湿交替酸性盐雾试验环境、盐雾/SO2复合试验环境及热带海洋大气环境下微动开关接触电阻的变化趋势,以及对不同试验环境后微动开关内部被腐蚀的细小结构件进行微观形貌观察和能谱分析。通过对比分析不同试验环境下微动开关的腐蚀机理及其对电性能参数的影响。结果含硫环境对微动开关内部银质触点的影响最严重。结论腐蚀产物硫化银的导电性极差,这会导致微动开关接触电阻升高。     

海洋大气环境电子设备腐蚀控制技术

介绍了海洋大气环境主要特征、盐雾腐蚀机理和盐雾腐蚀与温湿度的关系。从总体结构、设计制造工艺、工作运行等方面,分析了电子设备的技术特点、腐蚀特点与腐蚀防护难点。从材料与结构、部件与线路、结构材料表面防腐、防腐介质等方面,介绍了电子设备一般腐蚀防护技术,重点介绍论述了电子设备温湿度环境控制、盐雾分离和盐雾过滤腐蚀环境控制技术。     

大气盐雾分布影响因素与监(检)测及评价方法

阐述了大气盐雾的主要来源、影响盐雾含量和分布的主要因素、当前盐雾的主要监测技术以及与盐雾含量相对应的环境等级,有助于对沿海地区金属设备防腐蚀设计提供参数依据。其中大气盐雾的来源主要为海洋环境,而影响盐雾含量和分布的因素主要为离海岸距离、风速、风向等,当前盐雾含量的主要监测技术包括大气盐雾收集和盐雾含量检测两个步骤,盐雾的收集方式是大气盐雾含量精准度的重要指标,根据其结果表征方式(盐雾浓度和盐雾沉降率)主要分为采气收集和沉降收集。再利用检测手段分析盐雾含量,根据对设备腐蚀情况进行分等分级,但是现有方法具有一定的缺陷,如人为误差大,且无法实时监测环境中的盐雾变化情况,因此,在线检测技术是未来盐雾含量监测的主要研究方向。精准地检测环境中的盐雾含量,可为后期的腐蚀防护提出高效且经济的建议。     

西沙暴露与盐雾试验结果对比分析

选取5种电子产品常用的金属及镀覆层材料,开展西沙天然暴露试验与人工盐雾试验。研究了材料的腐蚀评级变化趋势,对比分析了材料在2种不同试验条件下的腐蚀行为的联系与差异。结果表明9,6 h盐雾试验能够快速发现材料、工艺设计、质量控制等方面的欠缺,但部分缺陷很难通过盐雾试验暴露出来。     

热空气作用下FM-2D橡胶材料老化本构模型研究

目的 建立热空气作用下氟醚-2D(FM-2D)橡胶材料的老化本构模型,形成老化作用下橡胶材料力学响应分析方法,为准确评估橡胶密封件使用寿命提供依据。方法 探究热空气作用下FM-2D橡胶材料老化机理,基于连续介质有限变形理论框架,采用热力学耗散势函数法,引入橡胶老化过程的势能函数,据此建立考虑橡胶材料老化的超弹性本构模型,基于橡胶老化试验,完成本构模型参数标定,实现老化作用下橡胶力学响应的预测。结果 建立了热空气作用下橡胶材料的老化本构模型,依据老化试验数据标定模型参数,分析了热空气作用下橡胶材料本构模型的可靠性。结论 建立的热空气作用下橡胶材料的老化本构模型可准确预测橡胶随老化时间演变的力学响应,有效模拟了橡胶材料的老化过程。     

铝合金表面阳极化层环境损伤失效行为研究

目的研究7B04铝合金硫酸阳极化层环境作用下的失效行为,分析单独盐雾试验和环境谱作用下阳极化层的损伤行为和影响因素。方法通过中性盐雾试验和环境谱周期性试验(盐雾试验+温度试验)研究了硫酸阳极化层在不同腐蚀时间或不同腐蚀周期下的腐蚀损伤变化过程,并采用体视显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了不同腐蚀时间下或不同腐蚀周期下的表面形貌,结合有限元方法研究了阳极化层与铝合金基体热膨胀系数不匹配引起的热应力,定量分析了热应力对阳极化层失效行为的影响。结果经历中性盐雾试验和环境谱试验的硫酸阳极化层损伤失效现象是不一样的,中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要呈鼓起开裂失效,而环境谱试验中硫酸阳极化层以开裂剥落失效为主。结论中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要是腐蚀介质通过表面微孔进入基体,导致基体腐蚀阳极化层鼓起,而环境谱试验因温度作用产生的热应力引起了硫酸阳极化层的开裂,形成了腐蚀介质进入基体的通道,引起阳极化层的剥落。     

浅析盐雾环境对火工药剂安定性能的影响

目的 获取海洋生态环境条件下火工药剂性能变化的规律,开展火工药剂在盐雾环境中的安定性试验研究,以保障火工药剂的可靠性。方法 通过SEM成像技术和X–射线衍射技术表征2种典型起爆药叠氮化铅(Lead Azide,LA)和斯蒂芬酸铅(Lead Styphnate,LS)在盐雾试验前后微观形貌及组分的变化,并结合DSC热分析技术,从热分解动力学角度,开展火工药剂在盐雾环境影响下失效机理的研究。结果 在盐雾环境应力的影响下,LA的长柱状晶体结构发生脆化,层裂成不规则的小片状晶型,且随着盐雾试验时间的增加,LA的热分解反应峰会逐渐前移,试验后产物组分只有Pb(OH)Cl,其本质安定性显著下降。LS受盐雾环境应力的影响,其棱柱状晶体结构会层裂为小片状晶型,且部分LS分解形成Pb3(CO3)2(OH)2,导致其安定性降低。结论 2种典型火工药剂LA和LS受盐雾环境应力因素的影响,都会发生失效分解反应,与LA相比,LS在盐雾环境下具有更加稳定的安定性能。     

碳纤维环氧复合材料的加速腐蚀老化试验方法

碳纤维环氧复合材料是目前飞机制造中主要使用的结构材料,其在使用过程中可能会遇到各种环境,如雨雪、阳光、盐雾等,这些都能引起碳纤维环氧复合材料的腐蚀老化。主要介绍了海洋环境下碳纤维环氧复合材料的3种加速腐蚀老化的试验方法,即湿热老化试验、盐雾试验、人工气候老化试验。     

我国东南沿海车辆装备涂层环境试验设计

目的研究我国东南沿海环境对我军车辆装备涂层的影响。方法根据近海试验场所提供的温湿度、氯离子浓度、辐照总量等相关数据,当量转化为光照、温度、湿度、化学介质四种环境因子,依据GJB150A—2009《军用装备实验室环境试验方法》裁剪制定了依次进行湿热辐照试验、中性盐雾试验和酸性盐雾试验的实验室模拟方法。结果相同试片在实验室模拟环境与实际环境中表现出的电化学特征较为一致。结论该试验设计能较好模拟当地实际环境影响,为在该地区服役的车辆装备有机涂层的使用寿命预测、涂层防护与防腐蚀保养等技术研究提供了重要依据。     

机载产品盐雾试验结果评定判据分析与探讨

针对当前机载产品盐雾试验标准中缺少明确、可量化评估指标,试验结果评定判据粗略笼统且以定性评价为主,已不能满足产品发展和使用环境扩展需求等现状,在总结国内外现行盐雾试验标准的结果评定要求基础上,分析当前机载产品盐雾结果评定判据存在的问题与不足,从管理和技术两个层面提出改进试验结果评定可操作性的建议,指导机载产品盐雾试验实施与评价。     

湿热盐雾大气环境典型局部环境监测与防腐对策

目的通过监测得到高湿热、高盐雾的海洋大气环境下不同局部环境的数据,并对不同材质、结构和部件针对性地提出防腐需求。方法开展温度、湿度、盐雾沉降率的监测以及高精度测试片、标准试验件的腐蚀试验,分析1年时间内湿热盐雾海洋大气环境不同工作环境下监测参数的趋势,研究不同局部工作环境下各时间段的腐蚀性,进行环境评估分级。结果海南某濒海区域常年高温、高湿、高盐雾,根据两种试验方法判断,该区域大气腐蚀等级达到了最严酷的等级(CX或GX)。室内大厅和机房环境也是长期高温、高湿,明显可检测到海盐粒子,高精度测试片有腐蚀现象,但与室外严酷环境至少相差1个等级。室内机电控制柜内环境腐蚀等级一般为G1,温度相对较高、湿度相对较低。结论可根据不同使用环境防腐需求制定防护方案,既能满足长期防腐和设备稳定运行的要求,又能避免过度防护,合理有效地利用资源,节约成本。     

冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层在海洋大气环境下的腐蚀行为研究

目的 研究海洋大气环境对冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层腐蚀损伤行为的影响,为提高合金钢的耐腐蚀性能提供依据.方法 采用冷喷涂技术在合金钢30CrMnSi表面制备Ni/Al2O3复合涂层,在万宁近海岸户外和海洋平台分别暴露6个月后,采用扫描电镜、电化学工作站等分析检测技术,研究Ni/Al2O3复合涂层在万宁海洋大气环境下...