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。     

防腐涂层西沙户外试验与氙灯试验对比分析

以8种船用电子设备防腐涂层为研究对象,开展西沙户外暴露试验和氙灯光老化试验。从外观评级、光泽度、色差3个方面进行了评价与对比分析,探讨了涂层材料在2种试验条件下的老化现象及其差异性,研究了其在不同应力条件下的老化特征及老化原因。结果表明,参试涂层体系西沙户外2 a的老化程度高于氙灯光60 d的老化程度。     

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。     

弹药塑料包装材料自然环境老化现象研究

通过对某小口径弹药塑料包装箱材料在户外、棚下和库内暴露试验,分析研究环境对塑料的力学性能、微观形貌及红外光谱的影响,研究了塑料老化的机理。认为太阳光是影响塑料老化的主要原因,塑料包装箱不宜在户外无遮避贮存。拉萨站处于高原地区,空气稀薄,大气中少尘埃,阳光的紫外线特别强。因此塑料在拉萨地区的老化也特别严重,户外暴露2年后,塑料试样的冲击强度下降了41%。     

飞机表面涂层海洋环境试验与实验室环境试验相关性研究

目的研究5类典型飞机表面涂层南海大气环境试验与实验室环境试验的相关性。方法在南海域环境开展5类典型飞机表面基材及涂层的户外暴露试验,试验时间为3年,同时在实验室开展太阳辐射-湿热-盐雾组合试验。通过测试外观、光泽度、色差研究两种试验环境的相关性。结果将失光率、色差、老化评级为基准得出的秩相关系数进行平均,计算得出平均秩相关系数为0.96,说明涂层样品的试验实验室加速试验和自然暴露试验为极强相关。结论通过秩相关系数法证明了表面涂层在南海大气环境试验和实验室环境试验的极强相关性,可为后续南海环境试验的加速处理提供依据。     

聚碳酸酯在不同试验方式下的光老化行为研究

目的研究不同试验方式下聚碳酸酯的光老化行为。方法对比聚碳酸酯在自然暴露试验、自然加速光老化试验及实验室光源暴露试验中的缺口冲击强度变化,分析各种加速试验方式对自然暴露试验的模拟性。结果聚碳酸酯在拉萨户外自然暴露中,其缺口冲击强度随试验时间的延长而降低。单轴跟踪暴露和跟踪太阳反射聚能暴露这两种自然加速光老化试验方式对户外自然暴露的模拟性均较好,加速倍率分别约为1.5,6。氙弧灯下的暴露试验对自然暴露试验的模拟性比紫外冷荧灯、金属卤素灯高。结论跟踪太阳反射聚能暴露、氙弧灯下暴露可推荐为评价聚碳酸酯光老化行为的加速试验方式。     

某海岛环境下典型机载设备防护涂层耐老化性试验研究

目的研究某海岛环境下6类典型机载设备表面涂层的耐老化性能。方法在某海岛环境开展6类典型机载设备表面涂层的户外和棚下暴露试验,试验时间为3年,分别通过测试外观、光泽度、色差研究其老化特点。结果户外试验相比棚下试验,所有试验样品均表现出更加明显的性能退化,在光泽度变化方面,C1和C6变化最小,在色差变化方面,C4变化最小。结论在机载设备选用涂层材料时,注重光泽度优先选用C1和C6,注重保持颜色优选C4。     

多因素综合海洋气候自然加速试验技术相关性和加速性验证

目的对新研发的多因素综合海洋气候环境自然加速试验技术相对热带海洋气候环境户外暴露试验的相关性和加速性进行验证。方法分别采用多因素综合海洋气候环境自然加速试验装置和对应的试验方法企业标准,以及传统的户外暴露试验方法,以不同表面处理工艺的汽车紧固件、标准金属、有机涂层和塑料为样品进行验证试验,采用Spearman秩相关系数法和加速因子(AF)法对相关性和加速性进行进一步验证。结果紧固件、标准金属和有机涂层在多因素综合海洋气候环境自然加速试验和海洋气候环境户外暴露试验过程中,都表现出相同的腐蚀失效模式。多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对远海场(离海岸线350 m)户外暴露试验紧固件秩相关系数为1,镀锌镍合金紧固件、无铬锌铝涂层紧固件、拉弗莱紧固件和石墨烯紧固件的加速倍率分别为7.7,11.3,10.3,13.5倍;标准金属秩相关系数为0.8,Q235、工业纯铝、工业纯锌和工业纯铜的加速倍率分别为11.8,11.5,9.3,3.7倍。多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对海洋平台户外暴露试验标准金属秩相关系数为1,Q235、工业纯铝、工业纯锌和工业纯铜的加速倍率分别为3.4,2.1,4.5,2.2倍。结论多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对海洋气候环境户外暴露试验具有良好的相关性,而且对海洋平台的相关性更好。对于紧固件表面处理工艺、标准金属和有机涂层而言,多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对海洋气候环境户外暴露试验具有高的加速倍率。     

军用包装箱材料自然环境老化XPS研究

通过改性聚苯乙烯试样在拉萨和漠河户外暴露试验,利用X射线光电子能谱（XPS）探讨了改性聚苯乙烯材料表面老化机制。测试结果表明,漠河站试样表现出背阳面比朝阳面光老化程度高;而拉萨站试样户外暴露两年后样品表面氧原子占到47．21％,根据结合能大小可将Cls峰的C分解成C-C（285．0eV）、C～0（（286．6±0．2）eV）和O—C—O（（289．0±0．2）eV）,其中C—O和0=C—O所占比例分别为26．62％和5．64％。     

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。     

西藏日太阳总辐射估算模型的优化与时间尺度效应

根据2012～2014年拉萨站点的日太阳辐射观测数据,对3种日太阳总辐射估算模型(左大康、Prescoff和王炳忠等提出的估算模型)的估算结果和实际观测结果进行误差检验分析,结果表明:3种模型都通过了显著性检验,其平均绝对误差(MAE)分别为6.17 MJ/(m~2·d)、6.42 MJ/(m~2·d)和12.31 MJ/(m~2·d),均方根误差(RMSE)分别为1.60 MJ/(m~2·d)、1.65 MJ/(m~2·d)和2.78 MJ/(m~2·d),表明利用地理位置信息和日照时数的左大康估算模型对拉萨日太阳总辐射的估算效果优于Prescoff和王炳忠估算模型。利用左大康估算模型分别估算得到2015年拉萨、那曲和葛尔地区的日太阳总辐射值,并进行模型验证。通过分析拉萨1971～2015年的太阳总辐射变化和周期性特征,研究日太阳总辐射估算模型的时间尺度效应。按照11年和四季两种不同的时间尺度,利用线性回归法对日太阳总辐射估算结果和实际观测结果进行误差和相关性分析,得到经验参数a和b的值与时间尺度有一定关系。11年和四季两种时间尺度除夏季以外,其他时间拟合模型的精度均得到了提高。通过线性回归法得出45年的西藏日太阳总辐射优化估算模型,该模型估算日太阳总辐射的误差小于左大康模型,估算精度较高。     

聚甲醛耐候性研究

研究了自然老化和人工加速老化试验中聚甲醛力学性能的变化规律，考察了人工加速老化与自然老化试验的相关性。结果表明：光、热、水的综合作用是造成聚甲醛力学性能显著下降的主要原因；聚甲醛的断裂伸长率和缺口冲击强度对材料老化十分敏感，老化初期就显著下降；热老化无法模拟自然老化中聚甲醛力学性能变化规律，而试验中紫外灯光老化所采用的试验条件可模拟海拉尔、苍山等自然环境条件下聚甲醛力学性能变化规律，但对海南、广州等具有强日照、高温、高湿、多雨的自然环境模拟效果不好。     

列车表面涂层光老化试验加速因子建模研究

目的建立客观、定量的列车表面防护涂层实验室模拟紫外辐射当量对自然太阳紫外辐射的加速因子计算模型。方法以兰新高铁为例,设计一种建模方案,主要步骤包括选取建模列车站点、确定站点气象地理区划、计算站点环境变量影响距离、建立站点太阳辐射环境谱,分别建立二级气象地理区划、一级气象地理区划和全线太阳辐射环境谱,最后,建立加速因子模型。结果基于NASA Surface Meteorology and Solar Energy(SSE)地面太阳辐射数据,结合实验室条件,计算了兰新高铁表面防护涂层紫外光老化试验的加速因子,约为9.5。结论上述实验室光老化试验加速因子建模思路,解决了列车这种跨越大范围区域的装备光老化试验加速因子的计算问题,简单实用,可推广至飞机、轮船、汽车等相似装备表面涂层以及金属等其他材料的紫外光暴露试验评价。     

多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱研制

目的研制一种多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱,主要用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法通过高原气候特征分析、工艺验证和文献分析,进行设计、制造、试验谱设计和试验验证等工作。结果解决了光照和高低温低气压环境条件的同时施加问题,形成同时施加光照、气压、温度、湿度和风速五因素的高原高寒气候环境模拟加速试验箱。设计了一套高原高寒气候环境模拟加速试验谱,实现了高原高寒气候环境的多因素综合模拟和加速。结论试验箱各项技术指标达到设计要求。塑料样品的拉伸强度和冲击韧性性能、有机涂层的色差和光泽变化指标,与拉萨站试验结果进行对比,具有良好相关性和加速性。本试验箱可用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性快速评价。     

7075铝合金板自然环境太阳辐射热效应及影响因素分析

目的 研究典型金属材料在自然太阳辐射环境下的热效应,并分析试验件属性及环境参数等不同因素对材料热效应的影响规律。方法 通过设计自然环境下太阳辐射热效应试验方案,分析涂层颜色、粗糙度等对7075铝合金材料太阳辐射热效应的影响,建立一种太阳辐射环境下稳态温度的计算算法。结果 获取了在9月前后20 d内的外场辐照度及10组试验件的温度测量数据,得到了涂层颜色、粗糙度等对材料热效应的影响规律。此外,建立的简化算法和试验数据误差在5%以内,具有精度高、形式简单等优势,可以应用于给定辐照强度下典型材料热效应的预测。结论 针对特定试验件,辐照度和风速是影响其热效应的主要因素。当辐照强度在较高的范围内变化时,试验件温升基本和辐照度成正比。随着自然环境风速的增加,试验件温度的下降幅度减小。     

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。     

蒙皮涂层在地中海气候和热带沙漠气候过渡地区的腐蚀行为模拟

目的再现地中海和热带沙漠过渡气候环境下飞机蒙皮涂层的腐蚀特征。方法采用单项试验、组合循环试验等方式对涂层试样开展模拟加速试验,观察涂层的腐蚀形态。采用扫描电镜和X射线光电子能谱分析技术研究样品表面的显微形貌及元素含量变化情况。结果盐雾试验、周期浸泡试验和湿热-盐雾-光老化组合循环试验中,样品均出现了起泡现象,这几种试验方法均强化了腐蚀介质Cl?的作用。盐雾试验和湿热-盐雾-光老化组合循环试验中的腐蚀形态与实际使用中出现的腐蚀现象基本一致。周期浸泡试验中,除起泡外,涂层还出现了实际使用过程中未出现的玷污现象。结论盐雾试验的模拟效率最高,蒙皮涂层出现起泡主要是当地大气和地下水中Cl?的作用。     

高效集热自然环境加速试验设备设计

目的 设计一种能够高效强化太阳辐射热效应的自然环境加速试验设备,在自然环境中构建具有极端高温和高低温循环条件的试验微环境。方法 研发高效集热自然环境加速试验设备,采用模块化设计,包括试验箱体、跟踪太阳基座和控制与数据记录部件,试验箱体5面为双层保温结构,顶部采用2 mm厚单层铝合金板材作箱盖,并涂覆吸热率大于90%的太阳吸热涂料。然后将黑色试验箱安装于跟踪太阳基座上,采用PLC对跟踪基座和箱体内试验参数进行一体化控制,使得箱盖始终与太阳光垂直。结果 设计完成的自然加速试验设备不但能够实现高效的光热强化,产生更大的昼夜和季节温差,同时还兼顾了其他环境介质对试验样品的影响。结论 研制的高效集热自然环境加速试验设备加工与制造难度小,能耗低,使用效费比高,更适用于户外装备内部产品的耐环境能力评估。     

高原环境因素对涂层自然老化性能的影响

对青藏高原地区主要环境特点进行了概述,对高原地区典型环境特性(太阳辐射强度、温度、湿度)进行了分析研究,重点探讨了太阳辐射强度和温度对涂层老化的影响,分析了青藏高原典型地区1981-2008年地面交换站累年平均日照时数、地面气温、降水量等环境因素对涂层老化机理的影响,为开展涂层环境适应性研究提供了理论研究基础和科学依据...