影响碳纤维增强树脂基复合材料腐蚀重要环境因素的研究

正交试验对环境因素进行筛选,得出温度是影响复合材料腐蚀的最显著环境因子.通过静态浸渍增重法获取溶液温度及溶液成分对材料吸水率的影响规律.并且对复合材料试样浸渍腐蚀前后的表面微观形貌进行了观察.     

先进复合材料的腐蚀及与金属偶接的相容性原则

通过总结和分析目前国内外碳纤维环氧复合材料腐蚀研究的现状，对碳纤维及其环氧复合材料的基本特点和电化学特性进行了讨论，对电偶腐蚀基本规律及理论进行初步的分析，根据电化学极化理论、腐蚀热力学及动力学理论、现代表面和界面分析技术的研究成果，综合分析碳纤维环氧复合材料对偶接金属腐蚀行为及规律的影响，探讨复合材料与金属电偶腐蚀的相容性原则。     

影响碳纤维增强树脂基复合材举腐蚀重要环境因素的研究

正交试验对环境因素进行筛选，得出温度是影响复合材料腐蚀的最显著环境因子。通过静态浸渍增重法获取溶液温度及溶液成分对材料吸水率的影响规律。并且对复合材料试样浸渍腐蚀前后的表面微观形貌进行了观察。     

聚合物基复合材料老化性能研究进展

分析了湿热老化、化学侵蚀和大气老化对复合材料的作用机理及对其力学性能的影响,阐述了上述环境作用下的聚合物基复合材料腐蚀寿命预测模型,提出了存在的主要问题及今后的发展趋势。认为材料腐蚀机理的细节、环境因素之间的交互作用、不同方法和装置之间的相关性是今后的研究重点。     

T700碳纤维环氧树脂复合材料与2A12铝合金电偶腐蚀研究

目的研究电偶腐蚀行为。方法根据飞机服役过程中面临的典型气候条件,对T700碳纤维环氧树脂复合材料与2A12铝合金连接在不同环境温度(0,10,20,30,40℃)、不同p H值(3,5,7)和不同质量分数(3.5%,7%,10%Na Cl溶液)电解质溶液条件下进行电偶腐蚀实验,并分析各参数对电偶腐蚀的影响规律和电偶腐蚀对材料的影响。结果随着电解质溶液温度、Na Cl浓度的升高和p H值(限酸性环境)的降低,腐蚀电流逐渐增大。结论电偶腐蚀过程对复合材料影响不大,铝合金腐蚀破坏加重。     

航空用碳纤维增强树脂基复合材料低温环境下弯曲性能变化研究

目的研究航空用碳纤维增强中温固化环氧脂基复合材料单向层压板在低温环境下不同试验方式弯曲性能的变化规律。方法通过改变压头半径、跨厚比、以及压头与试样之间有无塑料薄膜衬垫等试验方式,研究-50℃低温环境下不同试验方法弯曲性能的变化规律。结果低温环境下,不同的试验方式对碳纤维增强树脂基复合材料弯曲性能测试数据的影响有所不同。当使用塑料薄膜衬垫时,会显著降低试样上表面压头部位的应力集中,在低温环境下试样弯曲性能变化最低;当压头半径减小时,低温环境对试样弯曲性能影响最显著。结论如需测量温度对试样弯曲性能的影响,建议选择压头半径较小,无塑料薄膜衬垫,跨厚比L/h为32:1的试验方案。     

大气腐蚀与环境

总结了各种金属材料在中国不同环境下的长期大气腐蚀试验结果，环境中包括了亚热带、温带、工业性、海洋性、干燥环境及湿热环境等各种典型环境。材料中包括了常用的碳钢及耐候钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金。分析了环境对各种金属材料大气腐蚀的影响，对润湿时间、二氧化硫、酸雨及盐粒子的污染作用提出了新的看法。     

复合材料胶接修理对含腐蚀损伤铝板力学性能的影响

目的研究复合材料胶接修理对含腐蚀损伤铝板静强度和疲劳寿命的影响。方法设计加工模拟铝合金腐蚀损伤的试验件,采用复合材料胶接修理技术对试验件进行修理,通过有限元分析和试验验证的方法考核该修理技术对试验件力学性能的影响。结果有限元计算结果表明,复合材料胶接修理技术能够有效缓解试验件的应力集中情况。试验件修理后与修理前的对比静强度和疲劳试验结果表明,Ⅰ型试验件的破坏载荷提升了45.9%,疲劳寿命增加了9.3倍;Ⅱ型试验件的破坏载荷提升了11.4%,疲劳寿命增加了3.6倍。结论复合材料胶接修理技术是一种高效的飞机铝合金结构腐蚀损伤修理方法。     

大气腐蚀与环境

总结了各种金属材料在中国不同环境下的长期大气腐蚀试验结果,环境中包括了亚热带、温带、工业性、海洋性、干燥环境及湿热环境等各种典型环境。材料中包括了常用的碳钢及耐候钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金。分析了环境对各种金属材料大气腐蚀的影响,对润湿时间、二氧化硫、酸雨及盐粒子的污染作用提出了新的看法。     

腐蚀损伤结构复合材料修补构型优选试验研究

设计了模拟含腐蚀损伤和机械损伤的铝合金结构复合材料修补试验件,开展了各种修补构型预腐蚀的静拉伸试验.通过对比分析,获得了腐蚀环境下最佳复合材料修补构型设计,为严酷腐蚀环境与载荷环境下海军飞机金属结构腐蚀损伤和机械损伤的复合材料修补设计提供了指导.     

苯并噁嗪树脂基复合材料湿热老化性能研究

研究了苯并噁嗪树脂及苯并噁嗪树脂基复合材料的湿热老化性能。采用RTM工艺,制备了苯并噁嗪树脂浇铸体、碳纤维和玻璃纤维增强增强苯并噁嗪树脂基复合材料,采用DSC,DMA,TGA等表征了苯并噁嗪树脂及苯并噁嗪树脂树脂基复合材料的常温干态热性能,分别测试了70℃和120℃的湿热老化性能。结果表明：苯并噁嗪树脂浇铸体、碳纤维和玻璃纤维增强苯并噁嗪树脂基复合材料具有优异的常温干态力学性能。70℃时,部分性能保持率在70%以上;120℃时,部分性能保持率在50%以上。苯并噁嗪树脂及苯并噁嗪树脂基复合材料表现出优异的抗湿热老化性能。     

环境因素对硅烷环氧杂化树脂涂层/LY12铝合金间附着力时效性的影响分析

目的研究不同环境因素对硅烷环氧杂化树脂涂层/LY12铝合金间附着力时效性的影响规律。方法制备涂层厚度为30μm的样板,采用拉拔测试仪测试不同环境因素(温度、湿度及酸碱溶液)、不同时间段下涂层/基体间的附着力值,研究环境因素对该涂层/基体间附着力时效性的影响。结果低温或高温环境下,涂层暴露时间越长,其附着力下降程度越大;在湿热环境下,随着试验周期的增加,涂层的附着力明显削弱;酸碱溶液对于涂层体系破坏较为严重。结论环境因素对于硅烷环氧杂化树脂涂层/LY12铝合金间附着力的影响时效性,较为严重的是高低温、酸盐溶液。     

海水环境因素与材料腐蚀相关性研究

海洋环境中金属材料的腐蚀速率主要受温度、pH值、溶解氧、盐度等环境因素的影响。基于材料的海洋腐蚀试验数据,分析了海水环境因素与材料腐蚀速率之间的关系,利用线性回归建立了环境因素与材料腐蚀之间的关系,应用人工神经网络BP算法建立了环境因素与材料腐蚀的作用模型,预测结果能较好地反映出海水环境因素对材料腐蚀速率的影响。     

改性氧化镁脱硫废渣协效阻燃环氧树脂的研究

在分析氧化镁烟气脱硫废渣(MDWR)成分的基础上,用清洁的合成方法对氧化镁烟气脱硫废渣进行了改性,制备了含有类水滑石(HTLcs)的改性废渣(MMDWR),用电感耦合等离子体(ICP)、元素分析(SEM-EDAX)、X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)、激光粒度测试仪(LLD)和BET测比表面等方法进行了表征.当m(MDWR)∶m(NaOH)∶m(Na2CO3)∶m(Al(OH)3)为40∶15:4:4时,制备的改性废渣的元素组成类似Mg-A1水滑石.合成滤液可完全回用.废渣经改性后粒径减小,粒径分布变窄,比表面积增大.将改性废渣用于协效阻燃环氧树脂,用热分析、氧指数测定等方法对改性废渣的阻燃、抑烟性能进行了评价.当膨胀型阻燃剂和改性废渣添加量分别为17％和3％时,环氧树脂的氧指数可达到30％.当废渣添加量为20％时,对环氧树脂具有良好的抑烟性能.改性废渣具有阻燃抑烟等综合性能,成本低,具有良好的应用前景.     

环境因素对X80管线钢在NS4溶液中腐蚀性的影响

通过动电位极化方法研究了温度、溶解氧、pH值等环境因素对X80管线钢在NS4溶液中腐蚀性的影响,并将三者对X80钢腐蚀速率的影响程度进行了灰关联分析.动电位极化曲线试验结果表明:随着NS4溶液中溶解氧含量的减少,X80钢的腐蚀电流密度(icorr)降低,耐腐蚀性增加;随着溶液温度升高和溶液pH值降低,X80钢的腐蚀电流密度增加,耐腐蚀性下降;灰关联分析结果表明:根据关联度的大小,环境因素对X80钢腐蚀速率影响大小的顺序为溶解氧、溶液pH值、温度.     

有机硅改性环氧树脂的光固化动力学与性能研究

目的研究紫外光固化有机硅改性环氧树脂的固化行为和性能。方法通过介电分析(DEA)研究光引发剂、热引发剂及有机硅含量对紫外光固化脂环族环氧树脂反应过程的影响,利用热重(TG)、差示扫描热(DSC)和显微硬度仪对有机硅树脂改性环氧树脂性能进行分析。结果发现光引发剂与热引发剂对固化效率可起到协同互补的作用,增加光引发剂和热引发剂的浓度,可缩短引发时间,加快固化速率,提高固化效率。与纯环氧树脂相比,有机硅改性环氧树脂的固化效率和初始分解温度都有所下降,但高温阶段降解速率明显降低,500℃的残炭率也得到提高。当加入质量分数为10%的有机硅时,固化物表现出较好的耐热性能,树脂维氏硬度可达31.75HV。结论紫外光可以很好地固化有机硅改性环氧树脂。     

铁屑微电解法预处理环氧树脂废水的研究

采用铁屑微电解法预处理环氧树脂废水,试验结果表明:经微电解处理后的废水,COD和色度的去除率分别达到52%和80 %,BOD5/COD从0.18提高到0.45,废水的可生化性得到显著提高.通过正交试验考察pH、反应时间、铁屑用量及反应温度对处理效果的影响,并对各因素做单因素影响试验,确定了最佳工艺条件.     

自然环境因素对铝合金大气腐蚀的影响性研究

目的 研究铝合金大气腐蚀受自然环境因素的影响性,探索环境因素对铝合金腐蚀的影响规律。方法 采用多层感知器神经网络分析环境因素对7种铝合金平均腐蚀速率的影响。结果 确定了影响铝合金腐蚀损伤的重要因素为SO2沉积率、Cl^–沉积率、NOx沉积率;辅要因素为年降雨量、年雾露时数、相对湿度、年日照时数、温度、铝合金成分;次要因素为年累积降水时数、雨水pH值。结论 基于多层感知器神经网络分析有效展现了环境因素对平均腐蚀速率的影响性。     

环境升温过程对常温固化环氧树脂热力学性能的影响

目的提高常温固化环氧树脂体系的高温使用性能。方法采用常温固化剂T31、中温固化剂IPDA以及高温固化剂DDM作为混合固化剂,对E-44型和AG-80型混合环氧树脂体系进行常温固化反应,并分析环境升温过程对固化物热力学性能的影响。通过DMA分析、热变形测量、固化度测试,分别评价室温固化环氧树脂在环境升温过程前后的玻璃化转变温度、热变形量及体系内部的固化反应程度变化,并通过吸水率测试和弯曲强度测试对玻璃纤维布增强常温固化环氧树脂基复合材料的耐湿热性能以及高温条件下的力学性能进行分析。结果环氧树脂常温固化物的tg为85.21℃,经1.5℃/min的平均升温速率加热至90℃之后,该环境升温过程使固化物的固化度增大至92%以上,tg增长为132.06℃的同时热变形温度增大。其复合材料耐湿热性能提高,且100℃时弯曲强度的保持率为65%,对于加热至120℃的环境升温过程,固化物的固化度接近96%,tg增长为144.45℃的同时热变形温度进一步提高,其复合材料耐湿热性能改善程度更加明显,且130℃时弯曲强度保持率仍接近60%。结论常温、中温、高温混合固化剂的合理复配有助于环氧树脂体系在环境升温变化的诱导条件下发生梯度式固化反应,使体系内部的交联固化程度迅速升至较高水平,可以有效提高其玻璃化转变温度,显著改善常温固化环氧树脂体系在高温条件下的热力学性能。     

后处理对离子镀铝涂层腐蚀性能的影响研究

研究了喷丸和化学氧化后处理方法对离子镀铝涂层微观形貌和耐腐蚀性能的影响,并对离子镀铝、电镀锌、低氢脆镀镉、氯化铵镀镉等4种涂镀层的耐腐蚀性能和与铝合金的接触腐蚀进行了对比研究.研究表明通过喷丸可有效地减少镀层孔隙率,提高镀层致密度;喷丸 化学氧化,化学氧化后的离子镀铝层具有良好的耐腐蚀性能;离子镀铝涂层耐腐蚀性能大大高于锌镀层,但低于同等厚度的镉镀层,离子镀铝涂层与7B04铝合金的接触腐蚀性能略优于其他3种镀层.