CF8611/AC531复合材料性能及与7B04铝合金电偶腐蚀的电化学研究

借助电化学工作站、扫描电镜和能谱仪等设备,测量了CF8611/AC531复合材料的正面(FS)试件和侧面(SS)试件及7B04-T74铝合金在3.5%(质量分数,下同)NaCl或3.5%NaCl+12.5%Cu_2SO_4电解液中的极化曲线及电偶腐蚀参量,并观测了微观形貌;基于电化学理论、稳态腐蚀场和参数化扫描,建立了复合材料磨损状态下二者的电偶腐蚀动态模型。结果表明:该型复合材料性能稳定,但原始表面存在碳纤维裸露缺陷,缺陷位置常在碳纤维束重叠区,密度均值4.3个/mm^2,面积均值0.0184mm^2/个;阴极反应速率与缺陷面积密切相关,据此划分了活性阴极区和惰性阴极区;电偶腐蚀中,铝合金的主要腐蚀形式为点蚀,未见复合材料失效;电偶腐蚀有限元模型有效、可用,总电偶电流I_g与缺陷面积S正线性相关;当S_FS∶S_SS约为5.53∶1时,二者对7B04-T74铝合金的电偶效应相同。     

北京电镀学会召开“电子电镀行业发展中的实用技术与难题研讨会暨2011年工作总结会议”

2011年12月27日,在北京航空航天大学新主楼第三会议室,北京电镀学会召开了"电子电镀行业发展中的实用技术与难题研讨会暨2011年工作总结会议",学会理事和会员代表近40人出席,会议由北京电镀学会副理事长王政总工主持。     

螺栓连接单搭接件疲劳特性试验与全寿命估算方法研究

飞机搭接件结构在疲劳载荷下会产生裂纹并扩展,而目前对搭接件结构参数与其疲劳寿命的关系研究还不够系统,且寿命估算模型只考虑了全寿命的一部分。对不同结构参数的三螺栓单搭接件的疲劳特性进行了试验研究,并以现有工程方法为基础,构建了基于材料初始不连续状态的搭接件全寿命估算模型。结果表明,搭接件的疲劳破坏具有一定的隐蔽性,在一定条件下,采用直孔形式、增大孔间距和螺栓预紧力、减小孔直径等都可以改善搭接件的疲劳特性。数值估算结果与试验结果的对比表明,所建寿命模型具有一定的精度,能满足工程需要,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。     

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。     

T300/BPM316复合材料层合板的载荷放大系数确定

在加速飞机复合材料结构耐久性验证的试验过程中,载荷放大系数(LEF)的求解精度对试验持续时间有着重要的影响。以铺层方式为[45/-45/0/0/-45/90/0/90/45/0]_s 的T300/BPM316 复合材料层合板为研究对象,采用改进的联合威布尔分布分析复合材料的疲劳寿命分散性,并运用MATLAB 软件编写程序,计算得到其部件的载荷放大系数。结果表明:在该文研究范围内,T300/BMP316 复合材料层合板的载荷放大系数随试验持续时间的增加而减小;部件试验件数对耐久性验证试验的可靠性影响很小,对载荷放大系数的影响可忽略不计;验证了采用改进的联合威布尔分布的联合载荷放大系数法的正确性,并发现其不受原始载荷放大系数法的求解限制,具有推广应用价值。     

LY12试件厚度及微弧氧化膜厚对疲劳性能影响

微弧氧化是一种新兴的表面处理技术,利用微弧氧化技术在铝及铝合金材料表面生成陶瓷层,该膜层耐磨,耐腐蚀,耐高温冲击等性能明显优于传统阳极氧化膜.本文对试件厚度与LY12-CZ铝合金微弧氧化膜层厚度关系进行了研究.研究表明,试件厚度影响微弧氧化后不同膜厚的试件疲劳特性,试件厚度为2 mm时,膜厚10～20 μm微弧氧化对试件疲劳寿命有提高;试件厚度3 mm时,膜厚10～25 μm,微弧氧化使试件疲劳寿命略有降低;预腐蚀疲劳实验表明,微弧氧化试件腐蚀疲劳寿命比普通阳极化试件的腐蚀疲劳寿命高.     

铝合金结构腐蚀损伤性能评价指标

以试验为基础,结合有限元方法对遭受腐蚀损伤的铝合金结构性能进行了研究.将铝合金试验件在不同的腐蚀条件下进行预腐蚀,对预腐蚀后的试件进行疲劳加载试验.利用光学显微镜和扫描电镜对腐蚀损伤形貌进行观测和分析,对描述铝合金腐蚀损伤性能的两个关键参数:腐蚀损伤度、腐蚀损伤平均深度进行了实验观测和有限元分析.结果表明这两个参数可以作为铝合金结构腐蚀损伤性能的评价指标.     

飞机铝合金/涂层体系丝状腐蚀的仿真研究

丝状腐蚀多发生于飞机蒙皮边缘及紧固件周围涂层破损处,是一类特殊的缝隙腐蚀。基于NernstPlanck方程,采用有限元法开展了丝状腐蚀头部缝隙的仿真研究。结果表明,缝隙中的p H值随时间先下降而后上升,最后稳定在5.4~6.0之间的酸性条件下;选择有O2存在且溶液p H值为6的极化曲线作为边界条件较为合适;缝隙内铝合金界面主要发生Al的阳极氧化反应;缝隙口溶液电势低于缝隙底部的溶液电势,缝隙口附近铝合金的腐蚀速率更快;固态腐蚀产物Al(OH)2Cl多集中于缝隙底部,Al(OH)2Cl浓度随反应时间的延长而升高;电位对丝状腐蚀的扩展影响很大,电位升高,缝隙内铝合金的腐蚀加剧,Al(OH)2Cl的生成速率加快;电位提高20 m V,缝隙底部的Al(OH)2Cl浓度升高5倍,极大地加速了丝状腐蚀的扩展。     

LY12铝合金微弧氧化后疲劳特性研究

微弧氧化是一种新兴的表面改性技术，利用810Material Test System疲劳试验机，对LY12-CZ铝合金微弧氧化后疲劳特性进行了研究。结果表明：疲劳特性随着膜厚的增加先提高后降低，膜厚有一极限值；与阳极氧化相比，膜厚为15μm，20μm试件的平均循环次数分别提高19．8%和24．4％，膜厚为25μm试件的平均循环次数降低14．6％；膜层较薄时疲劳断裂后断口膜层与基体结合紧密，膜层较厚时疲劳断裂后断口膜层部分脱落。     

Cl-和H+对2024-T3铝合金初期腐蚀的协同效应

利用电化学工作站、光学显微镜和扫描电镜等设备,测量并观察了2024-T3铝合金在不同Cl~-和H~+ 浓度水溶液中的极化曲线、开路电位及微观腐蚀形貌;建立了用于双因素协同效应分析的数学模型,量化了Cl~-浓度和H~+ 浓度对铝合金初期腐蚀速率的主效应、协同效应以及简单效应,探讨了二者的协同作用机制。结果表明:Cl~-和H~+ 浓度增加,铝合金腐蚀加剧,但表观腐蚀形貌未改变;置信度为0.005时,Cl~-和H~+ 浓度对腐蚀速率的主效应及协同效应显著,由主到次可排序为H~+ 、Cl~-、H~+ ×Cl~-(协同效应),二者的简单效应亦有显著性差异;二者通过改变钝化膜性质来影响铝合金初期的腐蚀行为,在不同浓度水平下,主导钝化膜破坏的反应有所不同,当H~+ 浓度较高时,钝化膜的溶解破坏占据主导地位,当H~+ 浓度较低时,Cl~-和H~+ 对钝化膜的协同破坏占据主导地位。