实海浸泡条件下聚氨酯涂层的失效行为

目的 在青岛市小麦岛试验站开展实海浸泡试验,探究聚氨酯涂层在实际服役过程中的失效行为。 方法 选用TS55?80聚氨酯涂层/Q235碳钢体系为试验样品,开展实海浸泡试验。从聚氨酯涂层的表面形貌、失光率、色差、涂层附着力、化学结构及涂层热稳定性等角度对聚氨酯涂层的失效行为进行研究。结果 在实海浸泡条件下,聚氨酯涂层表面会出现明显的鼓泡和裂纹等缺陷,在浸泡6个月后的涂层表面可以观察到明显的腐蚀产物。随着浸泡时间的延长,涂层的化学结构发生了明显变化,涂层的热稳定性显著降低。在浸泡12个月后,聚氨酯涂层的失光率为69.9%,属于严重失光;涂层的色差达到3.20,属于轻微变色,涂层的附着力降至0.82 MPa,涂层与金属基体的结合强度大幅下降;聚氨酯涂层的阻抗值降至2.81×10³ Ω.cm²,说明涂层的防护性能基本丧失。结论 在实海浸泡条件下,聚氨酯涂层中颜料颗粒的脱落会造成涂层表面孔隙数量的增加,这会加速海水中水和氧气等腐蚀性介质的渗透过程,使得涂层/金属界面处的电化学反应快速进行,导致涂层的防护性能快速下降。此外,聚氨酯链中氨基甲酸酯键的水解是造成聚氨酯涂层发生降解的主要原因。     

海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下不同加载方式对7050铝合金腐蚀损伤特性的影响

目的 研究不同应力加载条件对7050铝合金在海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下的腐蚀损伤行为的影响规律。方法 以实际海洋大气环境为7050铝合金的薄液膜腐蚀环境,同时采用自主研发的疲劳载荷试验装置对暴露在海洋大气环境中的7050铝合金施加不同的拉伸疲劳载荷。研究应力比和载荷加载周期对协同作用效应下7050铝合金的腐蚀速率、腐蚀形貌、疲劳性能及断口形貌等的影响规律。结果 在海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下,所有7050铝合金试样均发生了点蚀和晶间腐蚀。在每月加载1次应力的条件下,应力比为0.1和0.06的试样的最大腐蚀深度分别为40.1、46.5μm。在每周加载1次应力的条件下,试样的最大腐蚀深度为41.2μm。每周加载应力、应力比为0.06的试样的腐蚀速率显著大于应力比为0.1、每月加载应力的试样的腐蚀速率,且前者更易发生腐蚀疲劳断裂。所有试样的断口都呈现出疲劳断裂特征,裂纹源在合金表面,并放射性地向试样芯部扩展。结论 缩小应力加载周期及减小应力比均会显著加速协同作用效应下7050铝合金的腐蚀损伤进程,降低其抗疲劳性能。     

航空有机涂层的老化失效规律和电化学表征

利用扫描电镜、红外光谱分析技术,对海洋大气环境下暴露不同周期的多层涂层体系的老化过程进行了研究,并采用外观综合评级和电化学交流阻抗(EIS)对涂层的防护性能进行了表征.研究表明:随着暴露时间的延长,涂层老化降解,羰基指数下降,涂层宏、微观缺陷增大.因暴露产生不同程度损伤的涂层,其阻抗谱呈现阶段性变化,提出的等效电路模型...     

FeCl3/APS复合氧化剂对乳液法制备聚苯胺电化学性能及其结构的影响

首次采用三氯化铁（FeCl3）和过硫酸铵（APS）为复合氧化剂,在乳液聚合体系中制备了十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺（PANI）,同时以碳纸负载PANI为工作电极,通过循环伏安（CV）和Tafel曲线测试方法,探讨了FeCl3与APS的摩尔比（n（FeCl3）/n（APS））及复合氧化剂与苯胺的摩尔比（n（compositeoxidant（cod））/n（An））对乳液法制备PANI电化学性能的影响;并通过对PANI的电导率热稳定性、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）的对比分析,印证了PANI电化学性能的表征结果。实验结果表明与APS制备的PANI相比,n（FeCl3）/n（APS）=3.5∶1,n（cod）/n（An）=3∶1时,复合氧化剂制备的PANI具有更大的峰电流和更高的腐蚀电位,电导率热稳定性更佳;XRD和TGA的结果显示复合氧化剂制备的PANI具有更好的结晶性和热稳定性。     

7475高强铝合金在海洋和乡村大气环境中的腐蚀行为研究

目的研究海洋和乡村大气环境对7475高强铝合金腐蚀行为的影响,为7475高强铝合金环境适应性设计提供支撑。方法在万宁和北京大气环境试验站开展了7475高强铝合金为期36个月的户外暴露试验,通过腐蚀失重分析方法研究了7475高强铝合金在我国2种典型大气环境中的腐蚀动力学规律;借助环境扫描电镜(ESEM)、金相显微镜和X射线光电子能谱(XPS)等表征技术研究了7475高强铝合金的微观腐蚀形貌和锈层成分。结果2种大气环境中,铝合金腐蚀都呈现出初始阶段腐蚀迅速发展,之后腐蚀速率减慢,最后进入腐蚀扩展相对平稳时期的变化规律。在海洋大气环境中户外暴露36个月后,7475高强铝合金呈现明显的点腐蚀特征,腐蚀产物组成为Al(OH)_3、Al_2O_3和Al_2Cl_3。7475高强铝合金在乡村大气环境中表面腐蚀非常轻微,个别表面出现非常小且浅的腐蚀点。结论在乡村大气环境和海洋大气环境中,7475高强铝合金腐蚀动力学遵循幂函数规律。相比较乡村大气环境,7475高强铝合金在海洋大气环境中表现出非常强的腐蚀敏感性。     

高强铝合金在海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下的腐蚀损伤行为对比研究

目的 对比研究2024和7A52高强铝合金在海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下的腐蚀损伤特性,并揭示其失效机理。方法 以实际海洋大气环境作为高强铝合金的薄液膜腐蚀环境,同时采用自主研发的疲劳载荷试验装置对暴露在海洋大气环境中的试样施加拉伸疲劳载荷,从电化学性能、腐蚀形貌、疲劳性能及断口形貌等方面对比分析协同效应下2种高强铝合金的腐蚀损伤规律。结果 在协同效应下,2024铝合金的腐蚀速率随着暴露时间的延长不断减小,腐蚀类型为剥蚀,最大腐蚀深度为236.4 μm。7A52铝合金的腐蚀速率随着暴露时间的延长呈现波动趋势,腐蚀类型为点蚀和晶间腐蚀,最大腐蚀深度为20.5 μm。2024铝合金相较于7A52铝合金更早出现腐蚀疲劳断裂,且2种合金的断口均呈现疲劳断裂特征,裂纹始于合金表面,在Cl⁻等腐蚀介质及拉伸疲劳载荷的协同作用下,裂纹不断向合金基体内部扩展,最终发生腐蚀疲劳断裂。结论 在协同效应下,2024铝合金的腐蚀速率及腐蚀损伤程度显著大于7A52铝合金,导致前者的抗疲劳性能弱于后者。     

海洋大气环境与拉伸疲劳载荷耦合作用下30CrMnSiNi2A钢的腐蚀损伤行为

目的 研究海洋大气环境与拉伸疲劳载荷耦合作用对30CrMnSiNi2A钢腐蚀损伤行为的影响.方法 在湿热海洋大气环境万宁试验站户外环境,首次采用海洋大气环境-拉、压、弯载荷耦合试验设备对30CrMnSiNi2A钢开展海洋大气环境-拉伸疲劳载荷耦合试验,利用金相显微镜、耦合试验设备和扫描电镜,探讨海洋大气环境腐蚀与拉伸疲劳载荷耦合作用对30CrMnSiNi2A钢的腐蚀形貌、腐蚀产物、拉伸性能及断口形貌的影响.结果 30CrMnSiNi2A钢静态暴露试验和耦合试验的腐蚀特征均为点蚀,静态暴露试验1 a和耦合试验35 d的最大腐蚀深度分别为95μm和54μm.静态暴露试验1 a,30CrMnSiNi2A钢的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别下降6.6％、6.5％、31.0％;耦合试验35 d,30CrMnSiNi2A钢的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别下降11.0％、11.4％、34.5％.断口形貌结果显示,30CrMnSiNi2A钢耦合试验的裂纹源附近扩展区为准解理形貌,存在细小二次裂纹,裂纹以疲劳源为中心,向芯部不断扩展,形成了具有方向性的腐蚀疲劳损伤.结论 海洋大气环境腐蚀与拉伸疲劳载荷的耦合作用可以加速30CrMnSiNi2A钢拉伸性能的下降,与静态暴露试验相比,耦合试验的加速倍率约为静态暴露试验的10倍.