基于电化学阻抗的航空有机涂层加速老化动力学规律研究

目的研究有机涂层的加速老化动力学规律。方法针对某飞机实际服役环境条件特点,编制有机涂层加速老化试验谱,开展0~9 a的当量加速老化试验。借助PARSTAT 4000电化学工作站,测试老化试验后涂层试件的电化学阻抗值。结果得到了不同老化周期有机涂层的Bode图、等效电路、孔隙率、吸水率和电化学阻抗,表征了加速试验条件下的老化动力学规律。结论低频阻抗|Z|0.01可以作涂层防腐蚀性能的评价指标,涂层老化过程大致可分为初期、中期和后期三个阶段,分别对应三个不同等效电路。     

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。     

钛合金表面微弧氧化涂层在模拟海洋环境下摩擦腐蚀规律研究

目的 研究TC17钛合金及其表面微弧氧化(Microarc Oxidation,MAO)涂层在模拟海洋大气环境下发生摩擦腐蚀行为的规律及特征.方法 利用微弧氧化技术,在TC17钛合金表面原位生长MAO涂层,通过SEM、EDS以及XRD对MAO涂层微观结构、元素分布以及相组成进行检测分析.采用电化学工作站和摩擦腐蚀设备研...     

涂层的AC-DC-AC电化学加速试验评价方法及研究状况

为了能快速促进涂层失效,准确评价涂层耐蚀性能,介绍了AC-DC-AC电化学加速试验方法这种非传统的加速试验方法,回顾了AC-DC-AC电化学加速试验方法的研究历史和现状,分析了它的理论基础,讨论了该方法能加速涂层失效的机理以及试验方法中的三个关键过程,并在此基础上,对AC-DC-AC电化学加速试验方法的研究前景进行了展望。     

典型岛礁大气环境室内加速腐蚀试验谱研究

目的研究装备典型岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验方法。方法采用灰色关联分析法得到引起武器装备腐蚀损伤的主要环境因素,通过分析装备服役面临的岛礁腐蚀环境数据,编制出岛礁大气环境谱。依据当量腐蚀加速原理及测定的腐蚀当量折算系数,建立加速腐蚀试验条件与岛礁大气环境谱之间的等效转换关系。结果归纳出室内加速腐蚀试验谱的编制方法,得到面向装备服役岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验谱。结论确定的室内加速腐蚀试验谱及加速关系,为地(舰)面武器装备选材及结构腐蚀寿命评定提供了重要依据。     

飞机蒙皮用含氟聚氨酯涂层老化原因分析

选用飞机蒙皮常用的含氟聚氨酯涂层体系为研究对象,结合飞机服役环境的主要特点,开展了实验室模拟加速老化试验研究,并利用电化学阻抗谱对老化试验后的涂层进行了表征.结果表明,紫外线仅对涂层的表面结构产生影响,紫外试验后的涂层电阻下降较慢.在紫外-盐雾循环试验中,紫外线引起涂层表面结构发生变化,涂层的耐水性变差,水更快地进入涂...     

有机涂层户外曝晒与加速试验对比研究

利用加速试验环境谱开展了有机涂层加速腐蚀试验。采用腐蚀程度对比方法,将试验结果与经自然曝晒的有机涂层进行对比研究,从失光、变色、粉化、起泡、开裂、剥落和基体腐蚀等特性,以及腐蚀的宏、微观形貌,对涂层分子链在降解程度等方面进行分析,证实了文中采用的加速试验环境谱模拟性好,并具有约2个周期当量自然曝晒1a的相关性。     

后勤装备防腐涂层加速试验环境谱研究

结合后勤装备服役特点,综合考虑亚热带沿海地区湿热、紫外光照、盐雾等主要腐蚀因素的影响,建立了适用于后勤装备表面涂层的加速试验环境谱,给出了各环境块的具体确定方法,并且提出了建立加速谱与装备实际使用环境的当量加速关系的方法。为后勤装备外露关键部位涂层使用寿命评定、涂层有效性检验和腐蚀修理方案制定提供了重要的依据。     

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。     

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。     

HTPB推进剂自然环境加速老化试验方法研究

目的建立一种HTPB推进剂自然环境加速老化试验方法。方法研发一套户外热循环自然环境加速试验装置,可以模拟和强化太阳辐射对HTPB推进剂的热效应和昼夜温差冲击效应,并保持环境温度日夜温差循环、季节温差循环的特点。利用该装置,在海南万宁试验站户外暴露场开展HTPB推进剂自然环境加速老化试验及其验证试验,设定试验最高温度不超过70℃,并同期开展HTPB推进剂库房贮存试验。从模拟性、加速性、重现性评价自然环境加速老化试验方法的可信度。结果随着老化时间的延长,最大拉伸强度保留率波动下降,可作为HTPB推进剂敏感力学参数。与该推进剂在库房贮存不同时间的最大拉伸强度保留率相比,在置信度为99%,两种试验方法的Spearman秩相关系数为0.93时,自然环境加速老化试验方法对于库房贮存试验方法的加速倍率为5倍,自然环境加速老化试验重现性良好。结论建立了一种适用于HTPB推进剂的简单易行、模拟性强、加速倍率高的自然环境加速老化试验方法,能再现HTPB推进剂在实际库房贮存的力学性能变化规律。     

高强度铝合金典型沿海地区腐蚀行为加速试验方法研究

目的构建适用于高强度铝合金在某工业海洋性气候地区的加速腐蚀试验方法。方法选用飞机结构用典型高强度铝合金7B04-T6为试验材料,进行实验室加速腐蚀试验与某工业地区海洋大气环境曝晒试验,并对试验后的试样进行疲劳性能评价。通过平均腐蚀速率测试、腐蚀形态特征观察、疲劳断口特征分析,腐蚀加速倍率计算,对两种形式腐蚀铝合金的腐蚀机理和疲劳破坏行为等进行综合对比。结果经历实验室加速腐蚀试验与海洋大气环境曝晒试验后,7B04-T6铝合金的质量损失率基本相等,腐蚀形貌相近,疲劳断口特征一致,因而两种腐蚀模式一致,机理相同。结论所编制的实验室加速环境谱与试验方法,能够较好地用于某工业海洋性气候地区高强度铝合金材料和结构的环境损伤加速试验,实验室与外场海洋大气环境曝晒试验的加速比为97.64。     

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。     

某型固体云爆剂加速老化试验与贮存寿命预测研究

对某型云爆剂老化前后的结构形貌、元素质量分数、热分解性能变化进行了研究,结果表明,固体云爆剂老化后结构并未被破坏;C,F元素质量分数升高,N,O元素质量分数下降;老化前后热分解曲线变化不大,但在100～200℃之间有一定变化.根据所测数据的变化,采用贝瑟洛特法和火工品71℃法预测了样品在20℃下的贮存寿命.     

船体钢室内加速腐蚀和海水腐蚀的相关性研究

通过在天然海水中添加H2O2进行室内模拟加速试验。通过失重分析、腐蚀形貌分析和产物组成分析研究了船体钢海水腐蚀模拟试验和自然腐蚀试验的相关性。利用Spearman秩相关系数法得到了相关系数。结果表明,在室内模拟加速试验与自然环境试验中,船体钢的腐蚀规律均符合幂函数模型,Spearman秩相关系数较高,两种试验方法具有较好的相关性。     

装甲钢自然环境试验与人工加速试验的相关性

对某型装甲钢在酸雨大气环境下自然暴露与人工模拟加速试验的相关性进行了研究。利用腐蚀机理对比、Spearman秩相关系数、灰色关联度、加速转换因子等方法进行了相关性的定性定量评价。评价结果表明模拟加速试验与自然环境暴露试验有较好相关性。     

基于DFR的2024-T3铝合金当量加速关系试验研究

目的 提出以反映结构材料疲劳性能的DFR为表征参量,研究建立2024-T3铝合金结构在大气自然环境预腐蚀与实验室加速试验预腐蚀后的DFR关系,为腐蚀环境下飞机铝合金结构的疲劳寿命设计提供方法。方法 以2024-T3铝合金试验件为研究对象,分别开展典型海洋大气环境自然暴露腐蚀后的DFR试验以及实验室加速腐蚀试验后的DFR试验,以DFR相等为条件,建立上述2种不同预腐蚀条件之间的DFR当量加速关系。结果 2024-T3铝合金在自然暴露预腐蚀环境与实验室加速预腐蚀后的DFR值随腐蚀时间的增加均有不同程度的下降,万宁和青岛的DFR当量加速值分别为0.642 1、0.701 2 a/d。结论 基于DFR的当量加速关系综合反映了预腐蚀对结构材料疲劳性能退化的影响,而DFR是飞机结构疲劳设计的基本参量,文中建立的当量加速关系可用于指导腐蚀环境下铝合金的疲劳寿命设计分析。     

盐沉积方式对TC11钛合金热盐腐蚀行为的影响

目的 对比研究人工涂盐方法和盐雾试验方法沉积盐膜对TC11钛合金热腐蚀行为的影响规律。方法 对人工涂盐和盐雾试验沉积盐膜的TC11钛合金试样500℃高温热盐腐蚀形貌、腐蚀动力学和腐蚀机理进行对比分析。结果 2种不同盐膜沉积方式的TC11钛合金试样表面盐分的分布形态存在明显的区别,盐雾腐蚀试样表面的盐分存在局部聚集现象,人工涂盐试样盐分分布较为均匀。2种方式沉积盐分试样热盐腐蚀试验后,从腐蚀较严重面积S大小角度对比,人工涂盐试样>盐雾试验试样;从局部腐蚀最大深度D看,盐雾试验试样盐分集中区域>人工涂盐试样>盐雾试验试样盐分较少区域。腐蚀动力学均遵从抛物线规律,盐雾试验试样和人工涂盐试样的热盐腐蚀抛物线速率常数分别比未沉积盐试样氧化抛物线速率常数提高了26倍和63倍。2类盐沉积试样的热盐腐蚀机理相同,失效模式相近。结论 人工涂盐方法可以代替盐雾试验进行钛合金热盐腐蚀实验室加速试验,但需要注意腐蚀形态特征上存在一定的差异性。     

TA15钛合金与铝合金和结构钢接触腐蚀大气暴露试验研究

讨论了TA15钛合金与铝合金和结构钢接触后,在海南万宁大气试验站大气暴露的试验结果。3年的大气暴露试验显示,在海洋性大气环境下,2B06铝合金、16CrSiN i钢和30CrMnSiA钢无论与TA15钛合金接触与否,腐蚀都很严重,力学性能明显下降;对2B06铝合金进行阳极氧化,对16CrSiN i钢和30CrMnSiA钢进行氯化铵镀镉,可在一定程度上减缓腐蚀,但经过一定时间大气暴露,无论与TA15钛合金接触与否,都产生了严重腐蚀,力学性能明显下降;对2B06铝合金进行阳极氧化,对16CrSiN i钢和30CrMnSiA钢进行氯化铵镀镉,再喷涂1号航空底漆进行防护,可有效防止接触腐蚀。