铝合金铈转化膜制备工艺参数的正交优化

采用正交试验研究了处理液组成、pH值、成膜温度及成膜时间等成膜因素对6063铝合金铈转化膜耐蚀性的影响,确定了最佳成膜工艺参数:Ce(NO3)3·6H2O 10g/L,H2O2 20mL/L,pH值3.5,成膜温度25℃,成膜时间30min.点滴试验和全浸腐蚀试验结果表明,采用该工艺处理铝合金,可明显降低铝合金的腐蚀速率.     

原子氧对不锈钢的作用

目的研究空间原子氧辐照对不锈钢性能的影响。方法将不锈钢试样置于束流密度为2.5×10~(16)atoms/(cm~2·s)的原子氧束中进行辐照试验,最长辐照时间为300 min。研究随辐照时间增加,试样质量、光学性能、接触角、耐磨性能、耐腐蚀性能的变化。结果原子氧辐照后,不锈钢表面生成氧化物质量增加;随辐照时间增加,试样光谱反射系数呈下降趋势,太阳吸收比增加;原子氧作用导致不锈钢接触角增大,耐磨性能提高,耐腐蚀性能下降。结论得到的不锈钢原子氧环境效应数据,可为其在低轨航天器上的应用提供理论基础。     

热镀锌板表面硅烷处理耐蚀性能的研究

将镀锌钢板经表面处理后涂覆硅烷,研究成膜后的耐蚀性能。在3.5%NaCl溶液中的电化学极化曲线测试和交流阻抗表明,涂覆硅烷膜后,硅烷膜的存在能够明显地抑制腐蚀过程中的阴极和阳极反应,使电荷转移阻力大增,显著降低了锌的腐蚀速率,耐蚀效果较好。初步讨论了硅烷膜的成膜及耐蚀机理。     

不同表面状态对6061铝合金耐蚀性能的影响研究

目的研究在温度和表面粗糙度不同的情况下,6061铝合金的耐蚀性能变化,并研究表面硫酸、硼酸硫酸阳极氧化对提高6061铝合金耐蚀性能的作用。方法对试样进行中性盐雾试验和电化学实验。结果随着表面粗糙度的下降,6061铝合金的耐蚀性有所提高,且表面经过阳极氧化后,试样表面盐粒沉积量大幅下降,腐蚀面积有所减少。随着温度升高,6061铝合金的耐蚀性下降,而当温度达到55℃时,试样表面出现了一定的钝化现象,当温度继续升高,钝化现象消失,腐蚀速率重新上升。结论随温度和表面粗糙度的提高,6061铝合金的耐蚀性能下降,而55℃为6061铝合金较好的钝化温度。     

7B04-T6铝合金新型纳米涂层外场腐蚀环境下电化学性能研究

目的评估自然暴露环境下新型纳米涂层的耐蚀性能。方法选取西沙永兴岛海洋环境作为自然暴晒场,对试验件做预损伤处理后,开展7B04-T6铝合金/新型纳米涂层与天津灯塔涂料股份有限公司典型防腐涂层在高盐雾、高湿热、强太阳辐射等综合腐蚀环境下的外场暴露试验,利用电化学阻抗技术对暴晒前后的两类涂层试样在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的耐蚀性能进行对比研究。结果两类涂层外场暴露试验后,电化学阻抗值下降,且随着在3.5%NaCl溶液中浸泡时间的增加,Rp值不断减小,CPE-T值不断增大。结论新型纳米涂层在外场暴露试验1年后,并未发生腐蚀损伤失效,仍具有较好的耐盐水性,但其耐候性差于天津灯塔涂料股份有限公司试验涂层。     

7050铝合金硬质阳极氧化膜热带海洋大气环境耐蚀性能研究

目的 研究7050铝合金硬质阳极氧化膜在热带海洋大气环境下的耐蚀性能变化规律。方法 在7050铝合金表面制备硬质阳极氧化膜,然后采用不封闭、沸水封闭与铬酸盐封闭3种后处理方式进行处理。采用实验室多因素组合循环模拟试验方式与热带海洋大气环境户外直接暴露对试样开展耐蚀性能试验。通过外观、极化曲线、电化学阻抗谱方法,分析其耐蚀性能变化规律。结果 硬质阳极氧化膜不封闭处理的耐蚀性较差,实验室多因素组合循环试验第1循环后表面就出现白色腐蚀产物,评级为5/2xA。户外暴露试验12个月后,不封闭处理膜层的自腐蚀电位为?814.88 mV,自腐蚀电流密度为0.307µA/cm²;沸水封闭膜层的自腐蚀电位为?717.86 mV,自腐蚀电流密度为0.177 µA/cm²;重铬酸盐封闭膜层的自腐蚀电位为?703.33 mV,自腐蚀电流密度为3.82×10^?2 µA/cm²。户外暴露12个月后,不封闭处理、沸水封闭处理与重铬酸盐封闭处理膜层在0.01 Hz的阻抗模值分别为1.04×10⁵、1.51×10⁵、4.76×10⁵ Ω.cm²。结论 封闭处理能提升7050铝合金硬质阳极氧化膜的耐蚀性能,且重铬酸盐封闭后的耐蚀性能优于沸水封闭后的耐蚀性能。     

金属铜原子氧效应研究

目的获取金属铜空间原子氧环境适应性数据,提升材料空间环境适应性设计水平。方法将金属铜样品置于射频源原子氧辐照面积内开展原子氧辐照试验,束流密度为2.5×1016/(cm2·s),最长辐照时间为300 min。研究随辐照时间增加样品表面成分、形貌以及性能的变化。结果原子氧辐照后,金属铜表面变得粗糙,300 min辐照样品出现了氧化层脱落现象;随辐照时间增加,样品质量呈增加趋势,300 min辐照样品质量增加0.035 mg;试验后样品太阳吸收比升高最大值达0.07,光谱反射系数下降;原子氧作用导致金属铜表面疏水性能提高,摩擦磨损性能下降。结论得到了金属铜原子氧环境效应数据,可为航天器空间环境效应防护设计提供技术支撑。     

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。     

浓盐水超声减压膜蒸馏参数优化及污染控制实验研究

采用聚丙烯(PP)和聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维疏水膜材料制成的膜组件,对浓盐水超声减压膜蒸馏过程进行研究。以膜蒸馏通量为评价参数,研究了温度、真空度、流速、超声频率和超声功率5个影响因子,实验表明膜蒸馏通量随温度和真空度的增大而增大;膜蒸馏通量随流速和超声频率的增加而增大,但增加到一定值后膜蒸馏通量随着流速和超声频率的增大趋势减弱。膜污染的主要成分以Ca CO3和Na Cl为主,采用5%的盐酸溶液对膜的外层清洗30 min,然后用蒸馏水冲洗30 min可使膜通量恢复到95%。研究表明超声减压膜蒸馏,不仅能提高膜蒸馏通量,还能提高出水水质。     

混凝-微滤膜组合净水工艺中膜过滤特性及其影响因素

采用混凝-微滤膜组合工艺处理微污染原水,间歇抽吸的运行方式连续运行,考察了膜组件的抽吸时间,抽/停时间比和曝气量对膜过滤性能的影响.采用膜通透性J/p作为膜过滤性能的评价指标.结果表明,在各操作条件下,膜通透性J/p由于膜污染的发生均先快速降低,随后随时间缓慢下降.但J/p的初期下降速度和缓慢下降阶段的相对稳定值因操作条件的不同而不同.抽吸时间对膜通透性影响较大,其次为抽/停时间比.在一定的条件下,抽吸时间缩短1/2,产水率可提高2倍;抽/停时间比缩短,产水率可提高50%.当抽吸时间和抽/停时间比分别为15min和3.8时,J/p值较高.曝气量在一定范围内的增加有利于提高膜通透性.本试验中,曝气量由2m³/h增加至4m³/h时,膜通透性可提高约15%,但当曝气量增加到6m3/h时,膜通透性并无显著改善.膜面污染物分析表明,在本研究使用的原水条件下,Si和Ca是主要的无机污染元素.     

铝合金微弧氧化技术应用研究

目的研究铝合金微弧氧化技术在产品三防方面的应用。方法选取四种不同牌号的常用铝合金结构件材料进行微弧氧化处理,并通过各种检测手段测定铝合金微弧氧化膜层的成分及形貌、硬度及耐磨、耐腐蚀等性能指标,并与硬质阳极氧化技术作对比。结果微弧氧化膜层厚度为20～120μm,氧化膜致密层硬度（Hv）〉900,致密层磨损率〈10^-4mm^3／（N·m）,盐雾试验时间〉96h,湿热试验时间〉10个周期,膜层性能优于硬质阳极氧化膜。结论微弧氧化技术能大大提高铝合金的耐磨和耐腐蚀性能,可应用于提升产品三防性能。     

30CrMnSiA镀镉层厚度优化研究

目的基于GJB 594A《金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列》,综合考虑防腐蚀和疲劳性能,对30CrMnSiA镀镉层厚度进行优化。方法开展30CrMnSiA镀镉5个厚度系列的疲劳试验,计算材料的DFRcutoff,研究镀层厚度对疲劳性能的影响。通过中性盐雾试验,研究镀层厚度对材料抗腐蚀性能的影响规律,最后综合考虑疲劳及抗腐蚀性能,提出优化后的镀镉层厚度范围。结果镀层厚度控制在5~25μm时,材料的DFRcutoff下降幅度在15%以内,厚度超过25μm后基体材料的DFR_(cutoff)值下降20%。在中性盐雾环境下,厚度控制在12~25μm时,能满足海军飞机一般钢结构件抗腐蚀性能的要求,当厚度超过25μm后,继续增加镀层厚度对抗腐蚀性能的提升并不明显。结论镀镉使材料的疲劳性能降低,其抗中性盐雾腐蚀能力与镀层厚度成正比。针对海军飞机使用环境特点,推荐30CrMnSiA钢结构件的镀镉厚度范围为12~18μm,取上限值。     

铸铝合金不同厚度膜层微弧氧化防腐蚀性能试验研究

针对某型铸铝合金的不同热处理状态、不同厚度的微弧氧化膜的防腐蚀性能进行了960 h的盐雾对比试验。结果表明,对于该型铸铝合金T7热处理状态防腐蚀能力优于T5;微弧氧化处理能明显提高该型铸铝合金防腐蚀能力,经不同厚度微弧氧化处理的该型铸铝合金,腐蚀深度无显著差异;在相同面积区域内,腐蚀损伤的程度有明显的不同,50～70μm的微弧氧化膜防腐蚀性能最好。     

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。     

铝合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用极化曲线法和交流阻抗法,分析了ZL102和LF6铝合金在不同pH的3%NaCl溶液中的腐蚀特性,并用金相显微镜观察了铝合金的微观组织。结果表明,2种铝合金的自腐蚀电位都随着pH的升高变得愈负;除pH=9.5的情形之外,ZL102铝合金的腐蚀速率均小于LF6铝合金;LF6铝合金结构的不均匀性与其加入的合金化元素是导致其耐蚀性能较ZL102铝合金差的主要原因。     

铝合金化学氧化膜盐雾试验后腐蚀点评定方法研究

目的制定飞机用2024铝合金表面阿洛丁1200S化学氧化膜盐雾试验后腐蚀点的评定依据。方法通过开展铝合金化学氧化膜盐雾试验,分别利用目视、SEM微观、能谱分析和电化学阻抗测试等手段,表征盐雾试验后的腐蚀形貌及特征。结果试验后样品表面出现的典型腐蚀特征尺寸大于或等于0.15 mm时,正常视力的检测人员均能目视可见。目视可见的黑点、典型彗星状拖尾或只有彗星尾巴等形貌处的化学转化膜和基材已腐蚀,局部有腐蚀点的膜层,其耐蚀性大幅下降,失去对侵蚀性介质的阻挡能力。结论仅出现不符合目视可见和基体腐蚀特征,不能判定为腐蚀点。当出现肉眼可见的黑点,典型彗星状拖尾或只有彗星尾巴等形貌,可判定为腐蚀点。在实际生产检验检测过程中,可采取类似方法研究腐蚀点的评判方法,建立铝合金表面处理盐雾试验后腐蚀图谱和腐蚀点评定准则。     

典型铝合金在江津自然大气环境中的腐蚀行为研究

通过在我国江津典型工业污染大气环境进行大气暴晒实验,测定了1060纯铝、2A12铝合金和7A04铝合金在该地区的腐蚀速率,利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线谱（EDX）、红外光谱（FT—IR）和X射线衍射仪（XRD）观察分析3种铝合金腐蚀表面形貌、元素分布和腐蚀产物结构。结果表明：随腐蚀时间的延长,铝及其合金腐蚀产物不断增多,失重数值增加,腐蚀失重与时间的关系呈幂函数规律（C—A t^n）;腐蚀产物形貌呈块状或粒状,呈现不均匀的凹凸形貌;腐蚀产物主要为Al（OH）3和Al2（SO4）3·14H2O;耐蚀性能由强至弱依次为1060〉2A12〉7A04。     

电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

通过自然暴露试验,研究了航空钢结构常用的电镀Cd层在我国南部热带海洋大气环境中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了电镀Cd层的表面微观结构和腐蚀形貌;采用电化学交流阻抗谱(EIS)表征了电镀Cd层在腐蚀介质中的表面细微结构及其在自然暴露过程中的变化规律,分析了镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀过程和腐蚀机理。研究发现,电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀主要包括含Cr钝化膜的局部破损和镀层本身的腐蚀两个方面,电镀Cd层的腐蚀产物膜能够有效抑制腐蚀扩展。相对于近海户外大气环境,海洋平台户外的高湿度和高盐分大气环境对含Cr钝化膜的穿透性更强,对镀Cd层的腐蚀更加严重。     

高温耐磨粘结铜除铜工艺研究

目的获得经济且环境友好型化学溶解高温耐磨粘结铜的工艺。方法采用正交实验获得化学溶解除铜的最佳工艺参数,利用电化学手段测试铜及炮管基体在两种溶液体系最优配方中的E-t曲线和极化曲线,通过连续失重法分析铜在腐蚀溶液中的腐蚀溶解规律,并观察溶解后的表面形貌。结果化学溶解除铜工艺最优配方分别为过氧化氢-柠檬酸(H2O2(质量分数为0.8%)+C6H8O7(质量浓度为6 g/L)+温度θ为30℃+pH值为10)、溴酸钾-柠檬酸(KBrO3(质量浓度为30 g/L)+C6H8O7(质量浓度为30 g/L)+温度为30℃+pH值为10)。腐蚀溶解初始阶段,铜基体表面氧化膜逐渐溶解破坏,腐蚀电位变负,溶解速率加快,随后铜基体裸露,进入稳定溶解过程,反应速率逐渐趋于稳定。在溴酸钾-柠檬酸体系中铜的自腐蚀电流密度比过氧化氢-柠檬酸体系中高2个数量极,表现出更强的阳极活化能力和腐蚀溶解速度。结论铜在两种溶液体系中表现出快速稳定的溶解速度,炮管基体的腐蚀速率比铜小2~3个数量级,具有良好的耐蚀能力。