自然曝晒与加速老化试验下航空涂层失光率的当量关系研究

目的研究航空涂层失光率的当量加速关系。方法针对飞机结构涂覆的航空涂层光泽度失效问题,开展自然曝晒试验和实验室加速老化试验,基于失光率的失效标准,分析涂层老化行为规律。结果建立了飞机涂层自然曝晒条件与实验室加速条件下的当量加速关系。结论同类涂层试验件在自然曝晒试验与加速老化试验下的失光率变化趋势基本保持一致,得到的两类涂层试样的加速老化当量关系函数可为建立实验室加速老化试验和自然曝晒试验之间的当量加速关系提供一定参考。     

基于SOM-SVM组合分类器的涂层防护性能研究

目的为避免EIS,EN技术可能出现的问题,建立一个准确、高效的评价模型,以探究现役军用有机涂层防护性能。方法利用电化学阻抗谱(EIS)、电化学噪声(EN)技术分析了两种军车有机涂层在循环暴露试验中的腐蚀行为,提取低频阻抗模值|Z|_(0.1 Hz)与涂层噪声电阻R_n两种电化学评价参数作为自组织神经网络(SOM)的输入训练样本,同时结合支持向量机(SVM)方法建立涂层防护性能组合分类器。结果将涂层失效过程自适应地分为涂层防护性能良好、防护性能下降、基本失效三个阶段。结论所建立的SOM-SVM组合分类器对于辅助分析涂层防护性能具有可行性。     

军绿有机涂层和金属漆涂层全浸泡下的腐蚀行为对比研究

目的针对车辆装备长期在高盐雾、高湿热、高日照等恶劣的气候环境下使用,会受到腐蚀影响的现状,探究现役军用有机涂层防护性能。方法采用电化学阻抗谱技术研究军绿有机涂层和金属漆涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,分析这两种涂层在浸泡期间的电化学阻抗谱特征,通过拟合等效电路得到涂层电阻R_c和涂层电容C_c,并用这两个电化学参数评价军绿有机涂层和金属漆涂层的耐蚀性能。结果军绿有机涂层抗腐蚀介质渗透能力很强,而金属漆涂层抗腐蚀介质渗透能力稍弱。结论两种涂层都表现出很好的防护性能,且金属漆涂层在腐蚀后期的防护性能要优于军绿有机涂层。     

环氧云铁/丙烯酸涂层户外暴露试验与实验室综合加速试验的相关性研究

目的 研究有机涂层在拉萨试验站户外暴露试验与多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验条件下的相关性。方法 以环氧云铁/丙烯酸有机涂层为研究对象,通过开展户外暴露试验和实验室综合模拟加速试验,利用光泽计和色差仪等分析设备,获得用于表征涂层老化性能的色差和失光率变化规律,比较涂层体系在2种试验条件下老化程度。采用ATR-FTIR、EIS等方法研究涂层分子结构变化和不同环境条件对涂层防腐性能的影响,并分析涂层的降解机理。采用Spearman秩相关系数(rhos)法计算涂层体系在2种环境下的相关性。结果 与户外暴露试验12个月相比,综合模拟加速试验60 d,环氧云铁/丙烯酸有机涂层的色差和失光率基本一致,其色差的相关性为0.771 4,失光率的相关性为0.828 6。结论 与拉萨试验站户外暴露试验相比较,环氧云铁/丙烯酸涂层体系在综合加速试验后的色差、失光率、红外光谱、电化学阻抗等关键性能参数变化趋势基本一致,老化机理基本相同。多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验装置能够综合模拟高原高寒气候环境下阳辐射、气压、温度和湿度等环境因素,具有较好的模拟性和相关性。     

直升机旋翼桨叶有机涂层防护性能在户内加速试验中的变化

目的考核评价高原环境下服役的直升机旋翼桨叶典型结构及其防护体系的耐腐蚀性能。方法利用建立的模拟高原环境加速试验谱,再现直升机旋翼桨叶结构防护体系实际服役过程中出现的腐蚀损伤,采取电化学阻抗谱测试研究涂层阻抗的变化。结果经历8个周期的户内加速试验后,新修桨叶试验件表面有机涂层Bode曲线呈现小幅下降,即有机涂层防护性能下降;报废桨叶试验件表面有机涂层的特定频率电化学阻抗模值与原始情况相比仅下降了不到1个数量级。结论报废桨叶试验件表面有机涂层电化学阻抗模值曲线在8个周期后仍然小幅高于未经历户内加速试验的新修桨叶试验件。     

海水淡化装置内舱碳钢防护涂层寿命预测研究

目的获得海水淡化装置内舱碳钢防护涂层的耐热老化寿命。方法通过调整设备的温度及压力,模拟低温多效蒸发器半浸区工作环境,进行为期20个月的浸泡加速试验。以涂层的附着力随老化时间的变化情况、涂层颜色变化情况、涂层浸泡前后微观形貌和阻抗值为评判依据,在老化经验公式的基础上进行外推计算,进行涂层热老化寿命预测。结果该涂料在该区域经过20个月的挂片试验,涂层表面均未出现起泡、锈蚀、开裂、脱落等失效现象;表面色差变化趋势相对稳定;干态附着力为10.9 MPa,经过20个月的测试,附着力为8.95 MPa;0.01 Hz低频阻抗(|Z|0.01 Hz)条件下,其电化学交流阻抗值由浸泡前的1.8×10^8Ω·cm^2下降为浸泡后的7.9×10^6Ω·cm^2。涂层阻抗的数量级虽有所下降,但仍然具有较高的阻抗值,具有较好的保护性能。经过老化经验公式进行外推计算,预测海水淡化装置内舱碳钢防护涂层的热老化寿命为13.33年。结论海水淡化装置内舱防护涂料具有长寿命热老化重防腐作用。     

直升机蒙皮典型结构有机涂层防护性能在模拟高原大气环境中的变化

目的评价服役于高原大气环境中的直升机蒙皮典型结构及其防护体系的防护性能。方法通过模拟高原大气环境加速试验方法再现直升机蒙皮典型结构防护体系实际服役过程中出现的损伤,利用扫描电镜对表面微观形貌进行观察,采用电化学阻抗谱测试研究有机涂层阻抗的变化。结果在实验室加速试验中,蒙皮试验件螺钉周边先出现局部腐蚀,之后腐蚀产物又逐渐减少,而铆钉周边经过多个周期后腐蚀产物都没有显著增多。螺钉中间区域有机涂层电化学阻抗模值直至第8个周期后与原始情况相比才大幅度下降,而铆钉中间区域有机涂层电化学阻抗模值在试验中多次明显下降。结论铆钉周边的有机涂层经过多个周期加速试验仍具有阻挡腐蚀性介质的作用。与螺钉结构的情况相比,铆钉中间区域有机涂层防护性能退化显著。     

基于电化学阻抗的直升机涂层日历寿命评估方法

目的研究直升机涂层在使用过程中的日历寿命评估方法。方法分析影响直升机涂层日历寿命的主要因素,给出涂层日历寿命分散性和差异性的原因,确定关键评估技术。以某型高原直升机涂层日历寿命评估为例,开展8个周期的加速试验,选取电化学阻抗模值(|Z|f=0.1 Hz)描述涂层性能退化失效过程。结果涂层电化学阻抗模值与加速周期满足函数关系。结论应力疲劳影响涂层性能退化,在环境因素和较高局部应力共同作用下,涂层性能退化更明显。该涂层性能不满足6年高原日历寿命。     

飞机蒙皮用含氟聚氨酯涂层老化原因分析

选用飞机蒙皮常用的含氟聚氨酯涂层体系为研究对象,结合飞机服役环境的主要特点,开展了实验室模拟加速老化试验研究,并利用电化学阻抗谱对老化试验后的涂层进行了表征.结果表明,紫外线仅对涂层的表面结构产生影响,紫外试验后的涂层电阻下降较慢.在紫外-盐雾循环试验中,紫外线引起涂层表面结构发生变化,涂层的耐水性变差,水更快地进入涂...     

2种防护涂层体系在湿热海洋环境下防护性能的劣化规律研究

目的 研究2种防护涂层体系在湿热海洋环境下自然暴露3 a的防护性能劣化规律。方法 确定试验件为钢–铝(钢)螺接连接件,试验地点为海南万宁,并按周期测得不同暴露时间下涂层A和涂层B的外观形貌、色差、光泽度、表面傅里叶红外光谱、电化学阻抗的相关数据。通过对比分析测试结果,判断2种涂层在不同暴露时间下的劣化程度,并最终得到其劣化规律。结果 涂层A自然暴露1 a老化严重,紧固件区域涂层剥落,平板区域失光率约为75%,阻抗模量降低5个数量级,色差ΔE^*为5(轻微变色),涂层有机基团老化降解严重。涂层B自然暴露2 a,老化较严重,紧固件区域涂层剥落、生锈,平板失光率约为20%,阻抗模量降低2个数量级,色差ΔE^*为11(严重变色),涂层有机基团轻微老化降解。结论 对于螺钉连接结构,连接区域不仅更容易被腐蚀,而且增加了附近平板区域的不一致性。涂层体系B的保护能力优于涂层体系A,涂层体系B的有效保护时间约为2 a,而涂层体系A则不到1 a。     

30CrMnSiA钢有机涂层电化学研究

目的研究30Cr Mn Si A钢零部件表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的抗腐蚀能力。方法在试验过程中采用加速环境谱,利用电化学阻抗谱(EIS)方法研究30Cr Mn Si A钢试样表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的腐蚀情况。结果涂有1层H06-076底漆的30Cr Mn Si A试样只经历了1个周期的加速环境谱就发生了腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的涂层失效与宏观观察到的基体金属腐蚀吻合较好。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的10 Hz处相位角的变化规律与0.1Hz处阻抗模值的变化规律一致。结论 30Cr Mn Si A在只涂1层H06-076底漆的情况下其抗腐蚀性能很差,在外场大气环境中使用极易发生腐蚀。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为并评估涂层的保护性能。     

车辆装备涂层局部微小破损对防护性能的影响研究

目的探究车辆装备有机涂层在微小破损之后性能的变化情况,并通过完好涂层防护能力的对比分析,间接预测微小破损涂层的服役寿命。方法利用某型现役装备涂层作为试验样本,进行综合环境下的循环加速腐蚀试验,最后利用EIS分析实验数据,分析两者防护性能的差别。结果完好涂层与破损涂层的防护性能均出现了大幅度的下降,两者在经过10个周期的腐蚀试验之后,都失去了防护能力,出现了大面积锈迹。完好涂层的低频阻抗模值|Z|0.1 Hz在试验初期处于1010Ω·cm2数量级,最后下降到106Ω·cm2以下;初始状态破损涂层的低频阻抗模值|Z|0.1 Hz为1.2×105Ω·cm2,9个腐蚀周期之后下降至5.7×103Ω·cm2,下降了2个数量级。结论破损涂层在腐蚀初期更多地表现出电容性质,其试验初期的防护能力大约相当于完好涂层经历6~7次循环试验之后的防护能力,破损部分随着腐蚀周期的变化呈现“钝化—溶解—再钝化—再溶解”的周期性变化规律。     

添加纳米SiO2空芯微球的水性丙烯酸 涂料性能研究

目的将纳米SiO_2空芯微球加入水性丙烯酸成膜物中,制备出一种性能优异的水性丙烯酸涂料。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、拉开法附着力测试、氙灯加速老化试验、酸性盐雾试验、电化学交流阻抗(EIS)等方法对涂层的微观形貌、常规力学及电化学性能进行系统性研究。结果 SEM形貌表明,添加的玻璃微球与成膜物之间具有良好的相容性和稳定性,改性后的涂层在常温和高温环境下具有较好的附着力。盐雾试验和氙灯加速老化试验结果进一步显示改性后的涂层具有较好的耐老化性能,在酸性环境下有着较好的耐蚀性能。从电化学交流阻抗对比结果可明显观察到添加微球的水性丙烯酸涂层耐腐蚀性能提高了50%。结论将纳米SiO_2微球加入水性丙烯酸成膜物中,可有效改善水性丙烯酸涂料的环境适应性,同时能够有效提升其防腐性能。     

加速腐蚀当量加速关系研究方法综述

为了进一步研究当量加速关系,归纳了现有腐蚀损伤当量化的研究方法,详细介绍了基于电化学原理、物理参量和力学损伤的当量折算法,讨论了各种方法的优劣和所适用范围。基于电化学原理的当量加速关系研究方法适合用于制定飞机金属结构加速试验环境谱,以物理参量为基准的当量折算法适用于建立疲劳关键部位、腐蚀关键部位的涂层及金属基体等各种加速试验环境谱的当量加速关系,力学损伤对比法适合用于结构疲劳关键部位。最后得出针对不同材料、不同部位应该采用不同的当量加速关系的结论。     

聚乙二醇为软段聚氨酯自修复涂层性能研究

目的设计并制备一种特殊分子结构的新型聚氨酯,并将其形状记忆性能应用于涂层自修复。通过与市售同类涂层进行性能对比,更为严谨科学地评测新型自修复涂层的性能。方法以羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺作为扩链剂,采用聚乙二醇为分子链软段,以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,采用溶液聚合法得到水性聚氨酯。设置对照组,涂以不同聚氨酯涂层,进行加速腐蚀试验。使用体视显微镜测试、傅氏转换红外光谱分析、热重分析、电化学工作站对聚氨酯的表面形貌、化学结构、热性、极化特性及交流阻抗等性能指标参数进行测试。结果同等划痕处理情况下,所制备的自修复聚氨酯各项性能明显优于市面上使用的聚氨酯有机涂层材料性能。结论具有形状记忆性能的聚氨酯具有良好的自修复性能,可用于自修复涂层的成膜物。     

聚酯粉末涂料在湿热环境的自然老化与 氙灯老化的相关性研究

目的考查聚酯粉末涂料的自然和人工老化的相关性。方法在琼海湿热气候环境开展NH3307、NH5307、NH9307系列的三种聚酯粉末涂料的自然暴露试验,通过开展4种氙灯加速老化试验,比较自然和加速老化的相关性,选出最适合模拟湿热环境的氙灯加速老化方法。基于涂料的保光率,对模拟湿热环境的氙灯加速老化试验方法及自然湿热环境(琼海)的加速性进行探讨。结果经过24个月的自然老化后,NH3307和NH5307涂料的保光率下降到初始性能的50%左右,NH9307涂料下降到70%左右。氙灯加速老化方法 2对3种涂料加速因子分别为17.62、12.44和10.36。结论 NH9307涂料具有最好的耐候性。氙灯加速老化试验方法 2能够较好地模拟涂料在湿热环境中的老化过程。