CF8611/AC531复合材料的实验室加速老化行为研究

目的获得CFRP的老化行为规律,研究紫外辐照、温度和湿度等环境因素的影响,方法以湿热效应和光氧老化的等量、等效损伤为原则,确定实验室加速老化环境谱编制方法。以CF8611/AC531复合材料为对象,依据确定的加速老化试验方案,开展加速老化试验,观察其微观形貌,并测量开路电位和动电位极化曲线。结果老化前,CFRP表面完整无裂纹,碳纤维/树脂界面结合良好;老化后,树脂基体出现裂纹和孔洞,同时界面遭到破坏。极化曲线随着老化时间的增长会向右下方移动,自腐蚀电位微降,幅度为0.0326 V,自腐蚀电流密度增长了近1621倍。结论加速老化导致表面碳纤维裸露面积不断增大,时间越长,破坏作用越明显,实际使用中应防止其与金属直接接触。     

×飞机半封闭部位局部环境谱当量加速关系研究

目的确定局部环境谱当量加速关系。方法以×型飞机某半封闭关键部位为研究对象,依据其在机体中所处的位置及服役环境中各气候条件编制局部加速腐蚀试验环境谱,分别进行试验室周期浸润加速腐蚀和自然环境暴晒。借助涂层宏观、微观形貌检测、色差、光泽度等常规性能检测和电化学极化曲线测试,对两种不同环境下试验件进行性能测试。结果试验室周期浸润加速腐蚀196.6 h,相当于舰面停放1年,且经过实验室2个周期加速腐蚀与自然环境暴晒2年的试验件涂层形貌、失光率、色差、电化学性能一致。结论该局部环境谱当量加速关系准确可靠。     

模拟高低空交变环境下30CrMnSiNi2A钢力学性能研究

目的研究30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学性能影响及演化规律。方法借助高低温低气压试验和中性盐雾试验交替进行,模拟高低空交替变化的腐蚀环境。通过比较静力拉伸试验和疲劳试验的结果,进一步揭示预腐蚀对静力拉伸性能和疲劳性能的影响。结果经过预腐蚀处理,30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学抗拉强度下降了0.73%,规定塑延伸强度上升了0.04%,断后伸长率下降了0.95%。疲劳寿命数据与对数疲劳寿命数据均符合正态分布,未发生明显变化。结论高低空交变环境下,腔体内部会发生一定程度的腐蚀,但由于腐蚀程度较小,对30CrMnSiNi2A钢力学性能影响不大。     

三种典型菌种复合环境下2A12铝合金的腐蚀行为研究

目的研究由硫酸盐还原菌、铁细菌、脱氮硫杆菌三种典型菌种复合环境下飞机常用材料2A12铝合金的腐蚀行为。方法实验室内菌种培养再现飞机内部封闭部位复合菌种环境,通过电化学交流阻抗、动电位极化曲线及体视显微镜对2A12铝合金的电化学性能和宏微观形貌进行表征,揭示2A12铝合金在复合菌落下腐蚀程度随时间和复合菌落的影响。结果与空白试验对比发现,复合菌种环境下,2A12铝合金表面出现明显裂缝与腐蚀坑,部分腐蚀孔隙中有腐蚀产物与微生物膜的残留。在复合菌液中,腐蚀电流密度最小为1.12×10~(-6)A/cm~2,最大为2.43×10~(-6)A/cm~2。结论三种典型菌种复合环境下,2A12铝合金的腐蚀速率是对照组的62.79倍,腐蚀深度是对照组的3.41倍,复合菌落对2A12铝合金的腐蚀影响规律与菌落种类、代谢特点及多种菌落间相互作用有关。     

二氧化硅-聚苯胺-氧化石墨烯复合纳米材料改性水性涂层的制备及防腐蚀性能研究

目的将SiO2-PANI-GO三维复合物添加到水性醇酸涂层中,并对改性涂层防腐蚀性能进行研究。方法将纤维状的PANI和球状SiO2与片状的GO进行复合,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对复合物进行材料表征。将纳米复合物作为填料按照1%的质量比添加到水性涂层中,利用电化学阻抗(EIS)研究涂层改性后的防腐蚀性能。结果SEM图像表明,SiO2-PANI-GO复合物为表面复合了纤维状PANI和球状SiO2的片层状GO。FT-IR及XRD证明了SiO2-PANI-GO复合物的成功制备。EIS结果表明,添加了SiO2-PANI-GO三维复合物改性后,水性醇酸涂层的阻抗提高了2个数量级,其中以SiO2与PANI-GO比例为1:4时效果最好。结论水性醇酸涂层中添加SiO2-PANI-GO/WAV三维复合物,可以增加腐蚀介质侵蚀基底的路径,有效提高涂层的防腐性能。     

改性环氧有机涂层的电偶腐蚀行为模拟分析

目的 实现二氧化钛-还原氧化石墨烯改性环氧防腐涂层在海洋工程应用下的电偶腐蚀行为分析。方法 以还原氧化石墨烯、二氧化钛为纳米填料,制备改性环氧防腐涂层,并以此涂层为模型,利用有限元计算软件,研究改性环氧涂层存在微观缺陷情况下,涂层抑制金属电偶腐蚀的作用规律。结果 改性环氧涂层可以有效抑制金属电偶腐蚀问题。计算研究了缺陷涂层在不同孔洞宽度和分布状态下,涂层对电偶腐蚀的抑制程度。当缺陷涂层孔洞宽度为500 μm,阴阳面积比为2︰1时,电位差最小为1.05×10^–6 V,可以有效抑制电偶腐蚀。结论 二氧化钛-还原氧化石墨烯的添加,可以填补涂层空隙,阻碍水渗透,有效提高环氧涂层的防腐性能。利用有限元模拟计算可得,涂层破损时会发生局部严重腐蚀,最终造成工程结构的失效。     

飞机结构电偶腐蚀仿真研究进展及应用方法

首先概述了电偶腐蚀仿真技术的发展史,然后分别对大气和浸泡两种典型环境下的电偶腐蚀模型进行了系统性阐述,从电解质域内控制方程和电极表面控制方程两方面对飞机电偶腐蚀仿真原理进行了归纳总结。最后基于目前电偶腐蚀仿真技术在飞机结构领域中的应用示例分析,对后期如何将数据和经验集成到飞机结构腐蚀仿真上进行了展望。     

海洋环境中自修复涂层研究进展

论述了自修复材料的研究进展,并以自修复诱导方式为依据,概述了机械刺激、热刺激、电刺激、光刺激、pH刺激等自修复方式。综述了海洋环境中水触发型、pH敏感型、磁性梯度型、大尺寸破损修补型等自修复涂层研究进展,总结了每种涂层的自修复机理,展望了海洋环境中自修复涂层的发展方向。     

××飞机滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱制定

目的 对运行环境逐渐复杂的××飞机滑轨内腔进行加速腐蚀试验的研究。考虑到外部环境对滑轨内腔的腐蚀影响，旨在提出一种适用于江津地区的加速腐蚀试验环境谱，以更好地模拟实际运行条件下滑轨内腔的腐蚀过程。方法 设计江津地区滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱，以外露部位防护涂层加速腐蚀试验环境参考谱以及相应环境的分析为依据，根据参考谱的参数制定方法，针对江津地区的特定环境条件，设计本环境谱的编制依据。进一步确定湿热、紫外暴露、温度冲击、低气压以及盐雾等参数，得出系统的××飞机滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱。结果 成功形成了系统的××飞机滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱，综合考虑了江津地区的环境特点，并参考了外露部位防护涂层加速腐蚀试验环境谱的相关参数，通过对湿热、紫外暴露、温度冲击、低气压以及盐雾等参数的确定，能够更准确地模拟滑轨内腔在实际运行条件下的腐蚀过程。结论 该环境谱可为飞机制造商和维护人员提供重要的参考，以评估滑轨内腔的腐蚀情况，并采取相应的防护措施。通过更准确地模拟实际运行条件下的腐蚀过程，能够提高飞机结构寿命的预测准确性，从而保障飞机的安全运行和维护。这项研究对于改进飞机设计、延长使用寿命以及降低维护成本具有重要的实际意义。     

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。