离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究

目的对比研究离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层的性能。方法针对高强度钢表面环保表面处理的需求,对比研究300M钢表面离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对两种涂层的表面、断面微观形貌和成分进行表征;采用原子力显微镜(AFM)对两种涂层表面三维形貌和粗糙度进行观察和测量;采用电偶腐蚀测试两种涂层与铝合金的电偶腐蚀性能;采用缺口试样拉伸方法检测两种涂层对300M钢基体氢脆性能的影响;采用5%Na Cl人工海水周浸试验的方法检测两种涂层的耐蚀性能,与电镀镉钛镀层进行对比,采用电化学方法对涂层试验前后的阻抗谱特性进行检测分析。结果两种涂层表面形貌存在较大差异,离子镀铝经过致密化处理后,表面为均匀的圆饼状形貌,致密度很高,粗糙度约为0.88μm,而离子液体电镀铝涂层表面则为圆顶状的凸起物组成,没有明显的孔洞缺陷,粗糙度约为0.71μm;电偶腐蚀测试显示,两种涂层都能够与铝合金相容连接;缺口试样的拉伸试验结果显示,两种涂层的对基体的氢脆性能没有影响;腐蚀试验结果显示,两种涂层对于300M钢基体都具有良好的保护效果,与传统的电镀镉钛相当,具备了未来替代镉类镀层的潜质。结论两种涂层均匀致密,没有明显的气孔、裂纹等缺陷,电偶腐蚀性能优异,对300M钢基体都不会产生氢脆隐患,耐蚀性能优异。     

直升机结构钢涂层体系防护性能在模拟海洋大气环境中的变化

目的对比、评价服役于海洋大气环境中直升机结构钢防护体系的防护性能。方法通过模拟海洋大气环境加速试验方法,研究直升机结构钢防护体系在实际服役过程中出现的损伤。结果涂层A微观结构较为疏松,加速试验中涂层基体产生鼓泡,并发生腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得低频区的阻抗模值相对较低,说明涂层防护性能较差,与宏观试验结果一致。结论在模拟海洋大气环境的加速试验中,涂层表面的微小缺陷(如疏松结构中的微小孔洞)会成为腐蚀溶液进入的快速通道,进而降低涂层的防护性能。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为,并评估涂层的防护性能。     

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。     

7B04铝合金在NaCl沉积与SO_2环境下的大气腐蚀行为

采用增重法、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究NaCl沉积对7B04铝合金大气腐蚀行为的影响,并对SO_2和NaCl协同作用进行了探讨。结果表明,25℃、95%RH条件下,7B04铝合金表面沉积NaCl在含有与未含有SO_2的环境中的腐蚀增重随时间变化均呈递增趋势并符合指数衰减规律,后期腐蚀减缓;NaCl和SO_2共存时,NaCl沉积在腐蚀初期作用比较明显,但随着腐蚀时间的延长,Cl-作用不断减弱,SO_2的作用则变强;NaCl和SO_2同时存在时,引起的腐蚀大于二者单独存在时引起的腐蚀之和,即NaCl与SO_2共存对7B04铝合金的大气腐蚀具有一定协同效应。     

AF1410高强度钢大气腐蚀试验研究

目的研究AF1410高强度铜在北京地区大气环境中腐蚀特点和腐蚀规律。方法通过AF1410高强度铜的自然大气暴露试验,利用质量损失分析、断面分析、表面分析和电化学分析等方法分析试样。结果AF1410高强度钢在北京大气环境中腐蚀速率在腐蚀初期随腐蚀产物厚度的增加而逐步减小;随着暴露时间的延长,腐蚀产物由于厚度增加,以及其它环境因素的综合作用,导致其开裂直至脱落,腐蚀速率增加;之后又随腐蚀产物厚度增加,腐蚀速率减小。试样在暴露5年后,腐蚀产物厚度增加,腐蚀开裂、脱落现象明显加重。结论AF1410高强度钢在北京大气环境中腐蚀速率呈现反复升降的过程。     

高强度钢代镉铝基涂层耐海洋环境腐蚀性能评价

目的评价高强度结构钢300M上电镀镉-钛、离子镀铝、无水电镀铝三种防护涂层的耐海洋环境腐蚀性能。方法采用中性盐雾试验和海洋环境大气暴露试验进行评价,并在试验后观察涂层宏观、微观形貌,分析腐蚀产物成分。结果离子镀铝涂层表面在盐雾试验96 h出现白色的腐蚀产物、336 h出现红色的腐蚀产物;电镀铝在336 h出现白色的腐蚀产物、500 h出现红色的腐蚀产物。电镀镉-钛盐雾试验1000 h没有白色腐蚀产物。离子镀铝涂层和电镀铝涂层海洋环境大气暴露试验0.5 a出现了白色的腐蚀点、1 a暴露试验后出现红色的腐蚀点,且在划叉区域出现了红色的腐蚀产物,而电镀镉-钛5 a户外暴露试验仅在划叉部分出现了少量的红色的腐蚀产物。离子镀铝涂层和电镀铝两种涂层均易发生铝涂层的点蚀,随着腐蚀时间的延长,点蚀深入,发生基体的腐蚀出现红锈。结论离子镀铝、无水电镀铝两种铝基涂层比电镀镉-钛的耐蚀性稍差,镉-钛镀层对基体有良好的牺牲阳极的作用,保护基体免受腐蚀,而铝涂层对基体的保护作用较弱,划叉部位出现红色的腐蚀。     

采用Pt、Dy改性粘结层的铈酸镧/氧化锆双陶瓷层抗氧化行为研究

目的研究Pt、Dy改性粘结层的铈酸镧/氧化锆双陶瓷层的抗氧化行为。方法采用电镀+EB-PVD的方式在高温合金表面制备带有Pt、Dy掺杂NiAl粘结层的热障涂层(Thermal Barrier Coatings TBCs)。采用双陶瓷层结构设计,顶层为铈酸镧(La_2Ce_2O_7),底层为氧化锆(YSZ)。对涂层在1200℃条件下的热循环行为、微观组织以及失效机制进行了研究。结果经过500次循环后,不掺杂涂层YSZ层与热生长氧化物(TGO)处出现了大量裂纹,Pt/Dy共掺杂的涂层经过1000次循环后界面处结合良好,仅仅是在La_2Ce_2O_7陶瓷顶层中出现了少量的微裂纹。结论在粘结层中加入Pt元素,能有效抑制互扩散区难溶相的析出,延缓涂层的蜕化。     

涂漆铝合金铆接件在美济礁大气环境中初期失效行为

目的研究铆接结构件在南海热带岛礁海洋大气环境暴露初期的失效行为。方法通过对在热带岛礁大气环境中暴露初期的试样进行外观拍照、光泽度测试、色差测试、光学显微拍照、以及电化学阻抗测试(EIS),描述相关变化过程。结果试样暴露1 a后,失光率和色差分别达到67.0%和10.67,平面位置呈现出沟壑状形貌特征,连接缝隙底部和铆钉顶部存在明显的涂层缺陷。平面位置0.01 Hz处的阻抗模值由初始的2.81×10~(10)?降低为8.19×10~8?,而铆钉位置0.01 Hz处的阻抗模值由初始的1.09×10~9?降低为2.92×10~6?。结论试样在热带岛礁大气环境暴露初期的外观变化主要表现为失光和变色,平面位置、连接缝隙底部及铆钉顶部均存在一定程度的微观形貌变化。随暴露时间的增加,电化学阻抗呈下降趋势,且铆钉位置的下降幅度相对更大。     

便携式拉伸应力腐蚀试验器的研制

介绍了一种可以用于研究材料在自然环境及特定环境(如有毒有害气氛、各种腐蚀介质等)下应力腐蚀性能的便携式拉伸应力腐蚀试验装置。该装置将试样通过上、下夹头安装在主承力框架内，利用弹簧对试样施加轴向载荷，使试样承受恒定的拉伸应力。该试验器的特点是载荷范围大且加载精确、结构简单、体积紧凑、重量轻、造价低，特别适宜于户外的自然环境暴露试验。     

碳纤维增强复合材料的环境适应性研究进展

概述了碳纤维增强基复合材料在环境适应性方面近十年的研究进展,从机理、最新研究进展两个方面着重阐述了湿热老化、高低温交替变化老化和紫外辐照老化,以及低能冲击损伤在环境因素作用下对碳纤维复合材料性能的影响,并简要地提出了碳纤维复合材料在环境适应性方面的发展方向。