碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究

采用全浸腐蚀、腐蚀失重测量、电偶电位和电偶腐蚀电流等试验研究方法．将T300／5222、T300／5405和T300／QY8911三种碳纤维复合材料与LY12CZ、71304和2D70三种铝合金相互偶接，研究由于电偶腐蚀的存在，对铝合金及复合材料腐蚀行为的影响，用SEM方法观察其腐蚀形貌．结果表明，碳纤维复合材料与铝合金的电偶腐蚀作用，促进了铝合金表面点蚀的形成与扩展，电偶作用使铝合金腐蚀的溶解速率明显加快，而与铝合金偶接的复合材料表面形貌基本无变化，复合材料与铝合金之间电偶腐蚀电流较大，二者之间电偶腐蚀十分严重．     

AM60镁合金与铜合金及铝合金偶接后的大气腐蚀行为

研究了AM60铸造镁合金与H62铜合金、LY12铝合金组成的电偶对在北京地区室外曝晒3个月和6个月后的大气电偶腐蚀行为及规律.结果表明:镁合金始终是电偶对中的阳极,当其与H62铜合金和LY12铝合金偶接时,其腐蚀速率增加1～7倍;镁合金与H62铜合金偶合后,其大气电偶腐蚀效应大于其与LY12铝合金组成的电偶对的大气电偶腐蚀效应;在6个月的实验周期内,随着曝晒时间的延长,镁合金在北京地区大气环境中的电偶腐蚀效应呈上升趋势;试样表面润湿时间短是造成AM60镁合金在北京曝晒第一个实验周期(2003.12～2004.2)的电偶腐蚀低于第二个由实验周期(2004.3～2004.5)的主要原因;北京地区高自然降尘量对镁合金电偶腐蚀将起到加速的作用.     

复合材料／金属电偶腐蚀研究

用电化学方法研究LY12CZ,30CrMnSiA与碳纤维环氧复合材料的电偶腐蚀行为。测量腐蚀电位和电偶腐蚀电流。慢应变速率应力腐蚀实验结果表明:碳纤维环氧复合材料增加LY12CZ的应力腐蚀倾向,对30CrMnSiA的应力腐蚀性能无影响。     

微等离子体氧化陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响

在铝酸钠溶液中,利用微等离子体氧化技术,在TC4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜,研究了陶瓷膜的相组成、形貌和陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响.陶瓷膜由Al2TiO5,α-Al2O3和Rutile TiO2构成;整个膜层由致密层和疏松层组成.陶瓷膜层改善了钛合金与LY12铝合金和H62黄铜的接触腐蚀,陶瓷膜层使得钛合金与LY12铝合金电偶对的电偶电流降低为原来的1/7,使得钛合金与H62黄铜的电偶电流降低为原来的1/2.     

包铝层对铝合金腐蚀行为的影响

对LC4CS、LY12CZ、LF6M三种铝合金在厦门海域全浸区有、无包铝层的条件下的腐蚀行为及腐蚀数据进行了对比研究。同时,通过自腐蚀电位和电偶电流的测量,对LF6M（包铝）在厦门海域潮差区的反常腐蚀行为进行了分析。     

微等离子体氧化陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响

在铝酸钠溶液中，利用微等离子体氧化技术，在TC4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜，研究了陶瓷膜的相组成、形貌和陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响。陶瓷膜由Al2TiO5，α-Al2O3和RutileTiO2构成；整个膜层由致密层和疏松层组成。陶瓷膜层改善了钛合金与LY12铝合金和H62黄铜的接触腐蚀，陶瓷膜层使得钛合金与LY12铝合金电偶对的电偶电流降低为原来的1／7，使得钛合金与H62黄铜的电偶电流降低为原来的1／2。     

0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛台金接触腐蚀与防护研究

通过测定0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金（LY12）和钛合金（TC4）组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了0Cr13Ni8Mo2Al钢在使用中与铝合金和钛合金接触时发生电偶腐蚀的敏感性。研究结果表明:0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与钛合金接触时产生的电偶腐蚀很轻微,可以不进行防护。0Cr13Ni8Mo2Al钢表面进行镀镉钛防护后,与铝合金接触时的电偶电流密度大为减小,相差近10倍;采用环氧锌黄底漆、XM-33-4双组分密封胶防护可以有效地防止0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛合金接触产生的电偶腐蚀。     

模拟海洋环境下7B04铝合金电偶腐蚀预测及验证

基于腐蚀电化学原理和有限元方法,建立7B04铝合金分别与CFRP、TA15钛合金、30CrMnSiA钢在模拟海洋环境下耦合时的电偶腐蚀模型,仿真得到电极表面的电偶电位和电偶电流密度分布等;实测电偶腐蚀电流并对模型的预测结果进行验证。结果表明:自腐蚀电位由高到低可依次排列为E_CFRP > E_TA15 > E_30CrMnSiA > E_7B04,耦合后7B04铝合金作为阳极而加速腐蚀;不同电偶体系的电偶电位相差不大,而电偶电流变化明显;阴/阳极面积比相同时,7B04铝合金与CFRP耦合时的电偶电流最大,即电偶效应最强,与TA15钛合金耦合时的电偶电流次之,与30CrMnSiA钢耦合时的电偶电流最弱;阴/阳极间的电偶电位和电偶电流随阴/阳极面积比的增加而线性增加;计算结果与预测结果相对误差基本在±5%以内,表明电解液中的双电极电偶腐蚀模型有较高的预测准确度。     

镁合金大气电偶腐蚀初期规律

研究了AZ91D、AM50、AM60铸造镁合金与A3钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金组成的电偶对分别在青岛和武汉现场暴晒3个月和6个月后的大气电偶腐蚀行为及规律.结果显示, 镁合金始终是电偶对的阳极; 当其与其它4种材料偶接时, 其腐蚀速率增加.镁合金与A3钢偶合后, 其大气电偶腐蚀效应最大, 而与LY12铝合金组成的电偶对的大气电偶腐蚀效应最小.不同镁合金的大气电偶腐蚀效应存在如下关系: γAZ91D>γAM50>γAM60.暴晒3个月后, 青岛的大气电偶腐蚀效应明显高于武汉的大气电偶腐蚀效应.随着暴晒时间的延长, 青岛和武汉的大气电偶腐蚀效应分别呈降低和升高的趋势.     

基于电偶的大气腐蚀性检测仪的研制及应用

针对大气腐蚀研制了基于电偶的大气腐蚀性检测仪,其对电偶电流进行模拟积分，输出电偶电量值，用来研究金属材料的大气腐蚀性.并用于不同氯离子浓度薄液膜下LY12铝合金大气腐蚀性检测，结果表明该仪器具有较好的性能，可用于现场测试和监测.     

5383铝合金与907钢和铝青铜早期电偶腐蚀的平面分布

通过电偶电流测试和腐蚀形貌观察等方法,研究了5383铝合金分别与907钢和铝青铜组成的两种电偶体系的早期电偶腐蚀平面分布。研究结果发现,两种电偶对中5383铝合金为阳极,907钢和铝青铜则始终为阴极受到保护;5383铝合金的腐蚀形貌有亚稳点蚀、不规则点蚀和类丝状腐蚀;电偶电流随时间变化规律相似,即腐蚀初期电流迅速降低,之后趋于稳定;与偶接点的距离增大,电偶电流降低,且远端的电流分布较为均匀;5383铝合金与907钢偶接时比与铝青铜偶接时大部分区域电流密度更小,但电偶腐蚀更加集中于2 mm内的区域。     

0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛合金接触腐蚀与防护研究

通过测定OCr13Ni8Mo2Al钢与铝合金（LY12）和钛合金（TC4）组成的电偶对的电偶电流的方法，研究了OCr13Ni8Mo2Al钢在使用中与铝合金和钛合金接触时发生电偶腐蚀的敏感性。研究结果表明：OCr13Ni8Mo2Al钢与铝合金接触时会产生严重的电偶腐蚀，必须进行防护处理方可使用；与钛合金接触时产生的电偶腐蚀很轻微，可以不进行防护。OCr13Ni8Mo2Al钢表面进行镀镉钛防护后，与铝合金接触时的电偶电流密度大为减小，相差近10倍；采用环氧锌黄底漆、XM－33－4双组分密封胶防护可以有效地防止OCr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛合金接触产生的电偶腐蚀。     

ZL115铸铝合金和C41500海军黄铜电偶腐蚀的边界元仿真研究

通过电化学实验测得ZL115铸铝合金和C41500海军黄铜的极化曲线。基于边界元法,以极化数据作为边界条件,建立了铝合金表面涂层损伤后与黄铜接触时的电偶腐蚀模型并进行仿真。结果表明:铸铝合金活性随电解液浓度的升高而增加,耐蚀性降低;相同条件下,黄铜变化微弱。电解液浓度和液膜厚度的增加均会加剧电偶腐蚀,相较而言,液膜厚度的影响更为强烈;阴阳极面积比的增加会明显增大电偶腐蚀中阳极处的局部腐蚀电流,即加剧阳极损耗;阴阳极间距的增加会在一定程度上削弱电偶腐蚀,但这种削弱效果十分有限。     

5083铝合金与2205不锈钢在天然海水中的电偶腐蚀行为

研究了5083铝合金与2205不锈钢在不同面积比条件下青岛天然海水环境中的电偶腐蚀行为,得到了电偶混合电位和电偶电流。结果表明,2205不锈钢与5083铝合金形成电偶时,由于自腐蚀电位的差值较大,容易造成明显的电偶腐蚀。无论阴阳极面积相等还是在大阴极小阳极的情况下,5083铝合金与2205不锈钢均形成电偶腐蚀,都会加速5083铝合金的腐蚀,2205不锈钢则会受到保护。因此,在海水环境中要避免这两种材料的直接接触,必须采取绝缘防护措施。     

镁合金在大气环境中电偶腐蚀行为及规律的研究

在北京大气环境下，研究AM60镁合金和不同金属材料（碳钢、不锈钢、黄铜和铝合金）偶接的电偶腐蚀行为规律。研究表明，镁合金作为阳极发生不同程度的电偶腐蚀，通过1a的北京大气环境下的暴露试验后，AM60镁合金的电偶腐蚀效应由强到弱的顺序为：碳钢、黄铜、不锈钢和铝合金，其中镁合金与LY12铝合金偶接的电偶腐蚀效应最小。通过与其它地区室外暴晒的镁合金电偶腐蚀效应的对比，表明环境因素影响着镁合金的电偶腐蚀效应。同时阴极材料、试验时间、试样尺寸（偶接面积）和试验环境都会对镁合金电偶腐蚀效应产生影响。经1a曝晒的AM60镁合金形成了具有保护性的腐蚀产物层阻碍了腐蚀发展。北京地区高自然降尘量导致金属表面湿润时间加大，从而加速了AM60镁合金的电偶腐蚀。采用XRD方法分析表面的腐蚀产物，用金相显微镜和扫描电镜（SEM）观察试样腐蚀后的表面形貌特征和腐蚀产物的结构，并用与之相连的能谱仪分析腐蚀产物中的元素组成。     

防锈铝与碳纤维复合材料电偶腐蚀行为

随着防锈铝和碳纤维复合材料在航空航天工业的广泛应用,它们间的接触不可避免。当有腐蚀介质存在时,二者之间由于电极电位差的存在会发生电偶腐蚀。本工作研究了体系温度(0℃、10℃、30℃、60℃、80℃)和电解液中氯化钠质量浓度(1%、3.5%、7%、10%、14%)对试样电偶腐蚀情况的影响。利用SEM和EDS分析腐蚀前后的表面形貌和成分的变化。试验发现随着体系温度的升降或电解液浓度的增减,电偶腐蚀电流呈规律性变化。LB733防锈铝合金存在较大的电偶腐蚀风险,需要采取相应的保护措施后才能使用。     

镁合金在大气环境中电偶腐蚀行为及规律的研究

研究了北京大气环境下，AM50镁合金作为阳极发生不同程度的电偶腐蚀行为规律。结果表明其中镁合金与LY12铝合金偶接的电偶腐蚀效应最小。通过与其他地区室外暴晒的镁合金电偶腐蚀效应对比，表明环境因素，尤其是试验开始初期阶段的大气环境状况对于镁合金初期电偶腐蚀行为有着重要的影响。同时阴极材料、试验时间、试样尺寸（偶接面积）和试验环境都会对镁合金电偶腐蚀效应产生影响。采用XRD分析表面的腐蚀产物，用金相显微镜和扫描电镜（SEM）观察试样腐蚀后的表面形貌特征和腐蚀产物的结构，并用与之相连的能谱仪分析腐蚀产物中的元素组成。     

DU-2A12铝合金在3.5%NaCl溶液中的电偶腐蚀行为

利用电化学腐蚀技术对贫铀(DU)-2A12铝合金电偶腐蚀行为进行了研究。结果表明,在3.5%NaCl溶液中,DU和2A12铝合金的腐蚀过程是逐渐变化的,2A12铝合金的抗腐蚀性能较DU更好。在DU-2A12铝合金电偶对中,DU具有相对较低的电位而作为电偶腐蚀的阳极,在偶合的前24 h,二者的腐蚀电位差较大,电偶腐蚀驱动力大,电偶电流密度平均约6μA·cm-2,DU被加速腐蚀;24 h后,DU与2A12铝合金的腐蚀电位相近,电偶腐蚀驱动力减小,电偶电流密度平均约5.5μA·cm-2,与DU单独腐蚀时对应时间的腐蚀电流接近,电偶腐蚀作用不明显。DU和2A12铝合金组成的电偶对在3.5%NaCl溶液中的电偶腐蚀电位为–780~–805 mV,二者可长期偶合。     

NaCl溶液中包覆铝层的LY12CZ铝合金阳极极化过程EIS特征

用电化学阻抗谱(EIS)研究了LY12CZ铝合金及包覆铝层后LY12CZ铝合金在0.1mol/L NaCl溶液中的腐蚀破坏过程,根据两种条件下铝合金在不同极化电位下的EIS特征.建立与之相应的电化学等效电路模型,并分析了腐蚀机理.研究表明.阳极极化过程中两种条件下铝合金的EIS主要特征类似.Nyquist图均呈现双容抗弧.在点蚀发展过程中,包覆铝层的LY12CZ铝合金的Nyquist图高,低频容抗弧半径增大,主要是因为包铝层与LY12CZ铝合金基体之间残存的氧化膜减缓了腐蚀的发展.     

复合材料对铝合金接触腐蚀的影响

研究了碳纤维环氧复合材料与铝合金接触腐蚀特性。指出了碳纤维环氧复合材料与铝合金之间存在的电位差和电偶腐蚀电流是引起材料的接触腐蚀和影响铝合金机械性能的原因。也提出了防止碳纤维环氧复合材料与铝合金之间产生接触腐蚀的防护措施。