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。     

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。     

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。     

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。     

TC21钛合金表面涂层体系在多因素综合加速试验条件下的老化规律研究

目的 研究TC21钛合金表面防护体系(酸洗+环氧底漆+聚氨酯面漆)在多因素协同加速试验条件下的表面性能变化规律。方法 利用一台海洋大气综合模拟试验装置,在户内模拟热带岛礁海洋大气环境,对经历各个加速试验周期后的试样进行外观拍照、光泽度测试、色差测试、光学显微拍照、以及电化学阻抗测试(EIS),并描述相关变化过程。结果 5个周期的加速试验后,试样表面涂层的失光率和色差分别达到45.6%和4.36。涂层在0.01 Hz处的阻抗模值由初始的2.74×10¹⁰ Ω下降为6.21×10⁷ Ω。结论 经历5个周期的户内多因素综合加速试验的过程中,TC21钛合金表面涂层体系的防护效果呈持续下降趋势,但5周期后尚未完全失效。     

几种结构钢和不锈钢的耐海洋大气腐蚀性能研究

目的 研究服役于海洋大气环境中的几种典型钢材的耐腐蚀性能.方法 通过酸性盐雾?湿热?酸性大气等试验方法研究钢材在海洋大气环境服役过程中的耐腐蚀性能.结果 在海洋大气环境中,通常含铬量较高的不锈钢耐腐蚀性能较为优异,含铬量较低的不锈钢材料耐腐蚀性能较差.结构钢在海洋大气环境下易腐蚀.钝化处理能明显提高不锈钢的耐腐蚀性能,但仍然难以保护不锈钢在长期海洋大气环境作用下不受侵蚀,无机铝涂料对钢材具有优异的防护性能,而镀银层将加剧钢材基体腐蚀.此外,粗糙表面易诱发不锈钢发生腐蚀.结论 在海洋大气环境服役时,不锈钢应采取钝化处理,提高其耐腐蚀性能.对于结构钢和铬含量较低的不锈钢,可采取涂覆无机铝涂层的方式,通过牺牲阳极作用有效保护基体免受侵蚀.在设计阶段,还应注意外露部位的表面粗糙度设计,尽量防止或减小不锈钢腐蚀现象的发生.     

加速腐蚀环境下新型纳米涂层腐蚀行为研究

目的评估新型纳米涂层体系在海洋、工业大气模拟环境下的耐蚀性能。方法采用外观评级法、厚度损失分析法、电化学阻抗分析法、疲劳寿命分析法,对比分析新型纳米涂层体系与TB06-9底漆+TS96-71面漆涂层体系在海洋大气、工业大气模拟环境下不同加速周期的光泽、色差、综合评定等级、厚度损失量、疲劳寿命、阻抗特性。结果随着加速试验加速周期的增加,两类涂层体系综合等级由0级上升至3级、厚度损失量由0μm逐渐增加至15μm、电化学阻抗值下降至10kΩ·cm2,且外部环境谱较内部环境谱、工业大气模拟环境较海洋模拟环境对两类涂层耐蚀性影响较大,但两类涂层体系在各加速谱下作用下,其疲劳寿命循环次数在49000～55000次之间,无明显变化。结论综合分析两类涂层体系腐蚀损伤特性及腐蚀损伤规律,可见纳米涂层具有较好的耐候性,但相比TB06-9底漆+TS96-71面漆涂层体系,其耐蚀性能较差。     

海军直升机表面涂层体系改进研究

目的解决海军直升机表面涂层体系耐腐蚀性能较差,难以满足日历寿命要求的难题。方法采用新研制的有机涂层和原陆军直升机涂层分别对设计的结构模拟件进行涂装,并进行8个周期、共计200天的加速腐蚀试验,利用光泽度测量、色差测量和电化学阻抗测量的方法对涂层的腐蚀情况进行表征,考核验证涂层体系的防腐蚀性能。结果试验后新、原涂层外观基本完整,新涂层光泽度与色差无明显变化,原涂层光泽度下降较大。新涂层一直处于腐蚀初期的渗水阶段,其阻抗在10~8Ω·cm~2范围内,原涂层已进入腐蚀中期,其阻抗在10~6Ω·cm~2范围内。结论新涂层耐蚀性能更为优良,更加适用于海洋环境下的使用。     

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。     

Q235钢在海洋铁细菌作用下的腐蚀行为研究

采用开路电位、电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了海洋铁细菌作用下Q235钢的腐蚀行为与腐蚀机理。扫描电子显微镜(SEM)形貌分析结果表明有大量的杆状铁细菌附在Q235钢铁表面。在海洋微生物的影响下,Q235钢的开路电位变小,腐蚀倾向与腐蚀率变大。EIS结果表明在海洋铁细菌作用下Q235钢的交流阻抗模值减少,而且大大降低了Q235钢的极化电阻和表面膜的电阻。微生物的附着促进了钢材表面的溶解,使其表面氧化膜层消失,进而形成了疏松不致密的生物膜层,从而加速了其腐蚀进程。     

海洋环境设备涂层老化和失效的影响因素研究

目的 研究海洋设备涂层老化和失效的影响因素。方法 选择现有海洋设备涂层进行户外暴露试验和实验室加速环境试验,分析防护涂层的失光度和色差变化规律。结果 在实验室条件下成功模拟了加速海洋环境中的涂料老化,加速试验结果与户外暴露结果相关性较高。在海洋自然环境下暴露6个月后,涂层失光率降低,暴露18个月后出现粉化。结论 利用紫外光老化和盐雾试验,设定合适的环境试验参数后,实验室加速环境试验可代替户外暴露试验,缩短试验周期。涂层的配套设计、涂敷的基材结构形状、涂层施工过程等因素可直接影响涂料的老化、失效,进而引起基体腐蚀。     

基于自然和模拟热带海洋大气环境中涂层性能变化的对比研究

目的 研究涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验下性能的变化情况，通过再现涂层在自然环境下的环境效应和损伤过程，进而验证该模拟热带海洋大气环境试验方法的合理性。方法 根据涂层在舰船、舰载机等装备上热带海洋大气实际服役环境的分析，通过对热带海洋大气环境温度、湿度、盐雾、太阳辐射环境因素的组合，综合设计模拟热带海洋大气环境试验方法的试验流程，开展3种涂层在海南万宁为期1 a和实验室总周期为7循环的对比试验。结果 3种涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验后，随着试验时间的延长，其性能变化趋势相似，失光率和色差增大，附着力明显降低，交流阻抗值减小。红外光谱分析显示，老化机理均未出现明显变化，以光泽和色差为基准的平均秩相关系数为0.87，为极强相关。结论 本模拟热带海洋大气环境试验方法设计合理，具有良好的模拟性。     

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2 a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。     

热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究

目的 研究Zn-Al合金涂层在热带海洋大气环境中的腐蚀行为,为低合金钢长效防护涂层的选用提供依据。方法 采用电弧热喷涂和高铝合金丝制备高铝含量Zn-Al合金涂层,通过户外暴露试验,采用目视、扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、XRD、电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等方法,对不同暴露周期的涂层宏观、微观表面形貌、成分组成、截面形貌、腐蚀产物组成、电化学性能和腐蚀速率等进行观察、测试。结果Zn-Al合金涂层是以质量比为50%:50%的Zn/Al合金组成。在0～540 d周期内,涂层腐蚀产物主要由碱式锌铝碳酸盐化合物Zn₆Al₂(OH)₁₆CO₃·H₂O和羟基锌铝碳酸盐化合物Zn_0.70Al_0.30(OH)₂(CO₃)_0.15·x H₂O、Zn_0.71Al_0.29(OH)₂(CO_3<...     

2024铝合金连接结构两种防护涂层耐蚀性研究

目的研究铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法针对在两种涂层防护作用下的2024铝合金连接结构,开展实验室加速试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,得到铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,对比分析涂层体系对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于传统涂层,纳米涂层在5%NaCl盐雾环境下的防护效果更好。结论纳米涂层表面破坏后快速生成的致密氧化膜能有效提高涂层的耐蚀性能。