我国大气环境下大型钢结构的长效防护

论述了喷涂Zn、Al及Zn鄄Al合金涂层的防护性能,列举了它们在不同环境条件下的腐蚀试验结果及数据,介绍了一些工程实例中采用金属喷涂层进行防护的效果及防护寿命。此外还介绍了氟碳树脂涂层在我国典型的高辐射太阳能和沿海地区环境下的优秀耐候性能。在上述工作基础上,推荐了关于大型钢结构高效、长效防腐措施的2种建议方案,其防腐蚀寿命可达15～20年以上。     

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。     

5%NaCl盐雾环境对铝合金铆接防护结构性能影响研究

目的研究2024铝合金在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"疲劳加载-腐蚀环境"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金铆接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,分析不同疲劳载荷大小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铆接结构疲劳寿命有较大影响,疲劳载荷对防护涂层防护性能和腐蚀疲劳载荷的滞后效应等两方面影响,0.25P破坏载荷相较于0.3P破坏载荷,涂层防护作用影响更小,低载锻炼效应更强,腐蚀疲劳寿命降低量更少。结论 2024铝合金铆接结构耐腐蚀性能与结构载荷和防护涂层特性有重要关系。     

两种铝合金连接结构的腐蚀-疲劳循环试验研究

目的研究2024铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金两种连接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的残余疲劳寿命值,分析连接方式对铝合金连接结构的残余疲劳寿命影响。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,相较于铝制铆接连接形式,钢制螺栓连接方式连接部位的涂层破坏较少,涂层防护效果更好,疲劳寿命降低量更少。结论金属结构连接形式与防护涂层的搭配对结构耐腐蚀性能有重要影响。     

等离子喷涂 YSZ 涂层瞬态超高温冲蚀性能研究

目的研究等离子喷涂YSZ涂层的瞬态超高温烧蚀性能。方法借助超音速火焰喷涂设备实现超高温高速火焰,对等离子喷涂YSZ涂层进行瞬态冲蚀,通过火焰中加送氧化铝颗粒模拟对涂层的高温冲刷。采用常规手段评价涂层的抗瞬态超高温冲蚀性能,并对冲蚀部位进行微观观察,探讨涂层的失效机理。结果在3000 K、不添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料表面发生沸腾;喷涂0.6 mm YSZ的试样在火焰冲击60 s后涂层完好。在3000 K、添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料被冲刷出约1.0 mm深坑;喷涂0.6 mm YSZ试样的涂层被火焰冲刷剥落,但基体未受明显损伤;喷涂1 mm YSZ的试样,试验后仍保留部分涂层。结论在3000 K高温瞬态冲蚀条件下,热喷涂1 mm厚YSZ涂层可对材料表面形成有效防护。     

冷喷涂镍涂层在不锈钢焊点腐蚀防护上的应用研究

目的 研究冷喷涂镍涂层对不锈钢焊点腐蚀行为的影响,为提高不锈钢焊接结构件的耐腐蚀性能提供依据。方法 采用冷喷涂技术在316L不锈钢电阻点焊结构件表面制备纯镍涂层,在金相组织、酸性盐雾腐蚀性能等检测分析基础上,研究不锈钢焊点在有涂层和无涂层条件下的腐蚀行为。结果 采用冷喷涂技术在不锈钢焊点表面制备出了孔隙率不大于0.5%的高致密纯镍涂层,带有涂层的不锈钢点焊结构件经过96 h酸性盐雾试验后,未发生腐蚀。结论 不锈钢表面钝化膜在点焊过程中发生破坏,基体裸露在腐蚀介质中,导致焊点区域发生腐蚀。在表面制备高致密镍涂层后,通过高耐蚀涂层对焊点进行屏蔽防护,有效提高其耐腐蚀性能,满足了某装备不锈钢结构件在酸性盐雾条件下的使用要求。     

飞机起落架材料防护技术现状及研究进展

介绍了飞机起落架高强度钢的防护工艺及其防护特点。传统的防护工艺主要是镀铬和镀镉工艺,目前出现了无氰镀镉-钛、高速火焰喷涂(HVOF)涂层、低氢脆刷镀镉等新型防护工艺。通过对各新型防护工艺与传统工艺的工艺性能及耐腐蚀性能进行对比发现,各新型防护工艺都能很好地取代传统的防护工艺应用于飞机起落架的保护。     

难熔金属表面高温防护涂层研究进展与技术展望

回顾了难熔金属五大高温防护涂层体系的发展现状,即生成保护性氧化膜的金属间化合物涂层、贵金属涂层、生成保护性氧化膜的合金涂层、惰性氧化物陶瓷涂层以及玻璃陶瓷基复合涂层,总结了这些涂层的高温防护机理、制备方法以及失效机制。基于单一的传统高温防护涂层体系已经难以满足新一代高比冲姿、轨控火箭发动机以及高超声速飞行器热端部件对高温防护涂层提出的抗超高温氧化性能、优良的抗热震性能、良好的抗热冲刷(烧蚀)性能以及长服役寿命等性能需求的现状,简要介绍了过渡族金属的硼化物、碳化物等几种潜在的新型高温防护涂层材料体系,以及相应的涂层制备方法,这些新型涂层体系的发展有望满足现代宇航工业难熔金属热端部件的高温防护需求。     

阳极金属喷涂层在海水中的电化学性能

采用电化学方法,研究了喷涂用锌丝、锌铝合金丝和铝丝及其喷涂层在海水环境中的电化学性能和阴极保护性能;测试了3种喷涂层经实海曝露4年后的极化曲线。结果表明,3种喷涂层材料对碳钢在海水环境中均具有阴极保护效果,但喷锌涂层腐蚀较快,喷铝和喷锌铝合金涂层表面生成氧化膜,腐蚀较小。     

某型飞机腐蚀关键结构含涂层模拟件腐蚀行为研究

目的研究某型飞机腐蚀关键结构防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为整机日历寿命体系评定和飞机大修提供试验依据。方法在编制加速环境谱的基础上,对模拟件进行环境谱作用下的加速腐蚀试验。结果在经过修理前后两个阶段的加速腐蚀后,模拟件在铆钉连接区域表面涂层均出现不同程度的鼓包、开裂、剥落等老化现象。结论腐蚀关键结构表面防护涂层体系总体上能够满足首翻期和翻修间隔期内结构的表面防腐要求,但在外场使用维护中应针对铆钉、螺钉连接件周围等腐蚀敏感部位加强防护,一旦出现涂层老化、破损等损伤需要及时进行局部修复。在科学、合理的外场使用维护条件下,可以适当延长飞机的进厂大修时间。     

Cf/SiC 复合材料表面 HfO2涂层的制备及其抗热冲击性能研究

目的研究等离子喷涂条件下Cf/SiC复合材料表面HfO_2涂层的物相、显微组织及其抗热冲击性能。方法通过水热合成和喷雾造粒制备出HfO_2粉体,并利用等离子喷涂在Cf/SiC复合材料表面制备HfO_2涂层,研究涂层的物相、显微组织和抗热冲击性能。结果水热合成的纳米HfO_2为单斜相结构,颗粒的平均粒径为10~15nm;等离子喷涂制备的HfO_2涂层组织中存在微裂纹和孔隙,涂层为单斜相结构,且经1350℃热处理后涂层的相结构未发生改变。等离子喷涂的HfO_2涂层与Cf/SiC复合材料基体结合良好,未观察到涂层、基体间界面分离的现象。经1350℃、50周次的空冷热冲击试验后,涂层未发生破坏失效;在1350℃水冷热冲击条件下,热循环20次时涂层表面出现剥落,27次时脱落面积50%。结论通过等离子喷涂制备的HfO_2涂层与Cf/SiC复合材料基体结合良好,涂层能够抵御1350℃空冷、50周次热冲击,且未发生破坏失效,涂层的1350℃水冷热循环寿命达27次。     

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。     

海洋工况下航空发动机冷端叶片的冲蚀损伤与防护概述

围绕海洋环境下航空发动机的服役特点,针对发动机叶片在海洋/近岸地区不同气候条件下的工作状况,对发动机冷端叶片在腐蚀-冲蚀联合作用下的失效机制进行了梳理总结.对海洋环境下服役的发动机叶片防护涂层的相关研究进行了归纳,总结了不同叶片防护涂层的设计理念及其性能表现.对于航空发动机叶片的防护涂层,目前主要是以一元或多元金属氮化...     

新型防腐涂层对直升机典型结构材料防护性能研究

目的研究新型防腐涂层对直升机典型结构用铝合金及复合材料在热带海洋性气候环境下的防护性能,并与原防护涂层进行对比。方法通过测试涂层腐蚀后的形貌、光泽度、色差、电化学阻抗等,对比新/原涂层对直升机典型结构用铝合金和复合材料的防护性能。结果经过2年腐蚀后,新涂层表面无明显变化,而原涂层表面有轻微腐蚀,光泽度和色差下降较大。电化学阻抗测试表明,暴露前后涂层结构无明显变化,涂层阻抗值呈现持续下降的趋势,但是原涂层阻抗下降更快。结论新涂层对直升机典型铝合金和复合材料有更好的防护性,更加适于海洋性环境的使用。     

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。     

沿海地区输电铁塔防护涂层耐腐蚀性能研究

目的研究沿海地区输电铁塔防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为铁塔防护涂层寿命体系评定和修复提供试验依据。方法分别采用热镀锌、热镀锌/冷涂锌复合涂层、热镀锌/带锈环氧涂层三种技术方案,对铁塔角钢材料进行防腐保护,采用中性盐雾方法模拟沿海环境对试样进行耐蚀性测试,通过试样表面形貌观察、极化曲线、以及阻抗谱等电化学手段对保护效果进行评价。结果热镀锌、热镀锌/冷涂锌复合涂层在盐雾150 h出现大面积腐蚀,热镀锌/带锈环氧涂层在盐雾2000 h未发生明显腐蚀。结论热镀锌/带锈环氧涂层的耐蚀性能优于热镀锌/冷涂锌漆和热镀锌涂层。     

防护性有机涂层失效研究的发展趋势

结合目前国内外防护性有机涂层失效研究现状,总结了该领域在环境因素的协同作用,力学因素对涂层耐久性的影响,综合评价涂层防护性能的表征方法和预测涂层失效的数学模型等方面的若干新进展。扼要叙述了该领域当前的主要研究需求,提出了针对未来研究工作的若干建议,包括应更重视环境因素之间的相互作用,通过叠加不同环境因素的加速模拟试验研究环境因素在涂层失效中的协同效应。研究不同形式、不同大小的载荷对涂层失效机理的影响,研究力学因素、老化因素和腐蚀过程在涂层失效中的交互作用。利用涂层防护性能物理、化学参数的测量结果建立预测涂层防护性能下降的数学模型,以实现涂层性能评价和涂层寿命预测。     

典型飞机内腔结构腐蚀原因分析及防腐改进

以典型飞机平尾大轴为例,分析了内腔结构发生腐蚀的主要原因.围绕内腔结构防腐改进技术措施开展深入研究,研制成功了适用于细长内腔无气喷涂设备.应用SLF重防腐涂层和IMR纳米复合涂层替代现有内腔结构防护涂层,提高了防腐涂层抗环境腐蚀性能.采用DL-609厌氧胶对平尾大轴进行密封处理,有效地阻隔了腐蚀介质进入内腔.按照所建立的方法对典型飞机平尾大轴实施了腐蚀修理与防护处理.检查结果表明,内腔表面防腐状况有了明显改善.     

等离子喷涂耐高温抗氧化涂层的研究进展

利用等离子喷涂技术在工件表面制备抗高温氧化涂层,能显著提高工件的抗氧化性能。综述了目前国内外抗高温氧化涂层和热障涂层的研究现状。详细介绍了金属间化合物和MCrA lY两种耐高温抗氧化涂层的组织性能及其抗氧化原理。阐述了影响热障涂层性能的3种主要因素,分析了热障涂层由于热生长氧化层(TGO)的存在而引起的失效机制。指出了等离子喷涂制备耐高温抗氧化涂层存在的主要问题,并提出了几种解决思路,展望了等离子喷涂制备抗氧化涂层的应用前景。     

热带海洋大气环境下制动盘防护工艺耐腐蚀性能分析

目的研究汽车制动盘的三种防护工艺在热带海洋大气环境下的耐腐蚀性能。方法针对三种防护工艺的制动盘,在万宁试验站采用户外暴露试验方法开展对比试验。结果某无铬锌铝涂层1防护工艺的制动盘严重生锈,腐蚀程度最严重。某无铬锌铝涂层2和石墨烯防护工艺的制动盘在热带海洋大气环境中发生轻微生锈。结论在热带海洋大气环境下,某无铬锌铝涂层1防护工艺的耐蚀性能最差,某无铬锌铝涂层2和石墨烯防护工艺耐蚀性能良好,具有更好的环境适应性。