我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望
飞机结构的腐蚀与防护
飞机结构的腐蚀与防护飞机是一种高科技产品，其结构设计经过精心计算和优化，目的是为了保证飞机的安全性和可靠性。
然而，腐蚀是一种常见的结构损害形式，会给飞机带来严重的安全隐患。
因此，腐蚀防护技术对于飞机结构的长期使用至关重要。
腐蚀是金属材料与环境介质（如湿气、氧气、化学物质等）相互作用，导致金属材料表面产生氧化反应的过程。
飞机在飞行过程中，长时间暴露在高湿度、高温和大气压等复杂环境条件下，容易导致腐蚀的形成。
腐蚀不仅会损坏飞机的外观，还会降低飞机结构的强度和刚度，从而影响飞机的飞行性能和使用寿命。
为了保护飞机结构免受腐蚀的侵害，制定了一系列的腐蚀防护措施。
首先，飞机结构的设计应该考虑腐蚀的影响因素，尽可能选择耐蚀性能好的金属材料。
其次，应该对飞机结构进行表面处理，如喷涂耐腐蚀涂层、磷化、电镀等。
这些表面处理能够形成一层保护膜，起到隔离金属材料与环境介质接触的作用，从而延缓腐蚀的发生。
此外，飞机结构还可以采用防腐涂层，如环氧涂层、聚氨酯涂层等。
这些涂层具有良好的抗腐蚀性能，能够形成一层物理障碍，阻止介质的渗透和腐蚀的发生。
此外，定期检查和维护对于腐蚀防护至关重要。
飞机运营过程中，应该定期检查飞机结构的表面状态，及时发现和修复腐蚀点。
检查和修复包括使用特定工具检查飞机表面各个部位，利用光学仪器检测腐蚀的深度和范围，以及进行相应的修复工作，如局部喷涂防腐涂层、更换受损部件等。
此外，还应定期进行防腐涂层的维护，如喷涂新的防腐涂层或进行表面清洗，以确保防护膜的完整性和性能。
腐蚀防护技术在飞机结构设计和使用过程中起到了重要作用。
通过选择耐腐蚀性能好的材料、进行表面处理和采用防腐涂层等措施，能够有效延缓腐蚀的发生和发展，提高飞机结构的耐腐蚀性能。
同时，定期检查和维护能够及时发现和修复存在的腐蚀问题，保证飞机的安全性和可靠性。
综上所述，腐蚀防护技术对飞机结构的保护至关重要，是提高飞机寿命周期的重要手段之一。
浅谈飞机与飞机油箱腐蚀的研究现状
流。也就是说涂层脱落面积越小，越先发生阴极的
铜以及改善晶间腐蚀的钛、铌等，可以提高耐腐蚀
迁移。涂层脱落面积越大，随着时间的推移，阴极
性。如不锈钢这些抗腐蚀性能好的材料。另外要保
区域所占面积越大，涂层失效面积越大。所以定期
证材料表面的光洁度，这样会增加材料的紧密度，
查修，尽பைடு நூலகம்发现涂层脱落并进行修补就会极大程度
腐蚀研究 Corrosion Research
浅谈飞机与飞机油箱
腐蚀的研究现状
郝兆辰 石 博 黄楚杰 雷 轩
（中国民航大学交通科学与工程学院油气储运工程系，天津 300300）
摘 要：众所周知，航空材料的构成大部分属于金属材料，腐蚀的问题也就接踵而来。民航
事业的发展已经成为我国重要的发展战略之一，然而因航空材料腐蚀而造成的损失阻碍了航空事
技
减小与腐蚀性液体的接触面积，一定程度上减少 的减少油箱的腐蚀。
术
腐蚀。
2.3 在飞机及飞机油箱表面涂抹防腐涂层 防腐涂层就是在金属表面涂抹一些涂料，隔
绝金属与外界空气和液体等容易造成腐蚀的物质的
3 结语
从总体上看，国内外对于飞机腐蚀特别是飞机 油箱腐蚀的研究较少，较为单调。做好飞机特别是
直接接触，从而达到防腐的效果。国外军机复合材 料表面防护涂层系统一般采用底、面漆双层的涂层 系统，如无铬溶剂型防护底漆加柔韧型的防护面漆
Gas Storage and Transportation Engineering Department, Tianjin 300300, China)
技
Abstract: As we all know, most of aviation materials belong to metal materials, and the problem of
飞机铝合金零件腐蚀机理与防护
据统计，铝和铝合金要占一架飞机总重量的70%，而飞机的结构件大部分是由铝合金材料构成。
铝合金构件的损伤形式有多种，如疲劳断裂、裂纹、变形、磨损等，其中腐蚀是最常见的损伤形式之一。
由于腐蚀造成的事故占飞机全部损伤事故的20%，这个问题在老龄飞机上变现的尤为突出。
由于腐蚀问题的存在，往往缩短飞机结构件的使用寿命，甚至还危及飞行安全。
如1988年Aloha航空公司的波音737飞机发生空中事故，经过事故调查后认为：由于机身增压舱纵向蒙皮搭接接头处一排铆钉孔，在服役的热带海洋环境和循环增压载荷作用下，引起了不可检测的多条腐蚀疲劳裂纹，从而引起事故。
因此，腐蚀问题不容忽视，这就需要我们在航空维修过程中加强检查与控制。
飞机结构件的腐蚀是飞机在使用环境中随着时间推移而发生的化学累积性损伤。
作为电化学反应，必须同时具备三个条件才能发生，即活性金属、腐蚀环境（介质）和导电通路。
同时，它又作为与时间有关的损伤，需要一定时间的累积才能发生，并且要求在一定的损失范围之内就进行维护和修理。
一般民航和军航的飞机维修规定：腐蚀损失深度不超过蒙皮厚度的10%。
腐蚀的种类很多，通过对飞机铝合金材料构件腐蚀情况的统计和分析得知，点蚀、剥蚀缝隙腐蚀这三类是腐蚀的主要表现形式。
其中，点蚀改变飞机结构的应力分布，引起局部应力集中，从而形成腐蚀疲劳裂纹；剥蚀和缝隙腐蚀使蒙皮、桁条等构件的厚度减薄，大大降低材料的强度，增大应力，最终导致构件裂纹，甚至断裂。
在飞机结构修理中，构件中存在应力腐蚀裂纹是一个常遇到的实际问题。
例如，1L-18飞机上翼面处的大量B94铝合金铆钉产生了应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀裂纹通常都很小，宽度较窄，没有引起人们注意的特征，又因常被腐蚀产物覆盖，所以很难发现，有时需要采用无损探伤技术进行检查。
构件发生应力腐蚀断裂时，常常是在事先没有明显预兆的情况下突然发生，因此对飞机的飞行安全危害较大。
一般来说，腐蚀坑洞是应力腐蚀裂纹的主要萌生源。
新型材料在航空航天领域的发展现状与未来展望
新型材料在航空航天领域的发展现状与未来展望航空航天行业一直是科技创新的重要领域之一，而新型材料的应用正不断推动着航空航天技术的发展。
新型材料的出现使得飞机和航天器的性能有了质的飞跃，提高了安全性、降低了成本，并为未来的发展提供了无限的可能。
在过去，航空航天领域主要使用铝合金和钛合金等传统材料。
然而，随着科技的发展，一些新型材料开始蓬勃发展，并逐渐应用于飞机和航天器的结构中。
最具代表性的是复合材料，如碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料。
这些材料具有优良的强度和轻质化特性，能够极大地减轻飞机和航天器的重量，提高载荷能力和燃油效率。
复合材料在空中客车A350、波音787梦幻飞机等商用飞机中的应用广泛。
以A350为例，它使用了53%的复合材料，使得飞机整体重量减轻了25%。
这不仅降低了燃料消耗，还提升了飞机的航程。
类似地，波音787的机身和机翼也使用了大量的复合材料，使得飞机具有更好的强度和刚度，减少了疲劳裂纹的产生。
除了复合材料，新型金属材料也在航空航天领域取得了长足的进展。
比如镍基合金和钛铝合金等材料，具有优异的高温和耐腐蚀性能，很适合用于发动机涡轮叶片和航天器的结构部件。
此外，新型陶瓷材料也被应用于高温部件，如航天器的热防护瓦片和发动机的热隔离板，能够有效地保护结构不受高温气流和火焰侵蚀。
未来，新型材料在航空航天领域的应用将继续拓展。
随着人类对宇宙探索的热情不断升温，航天器的需求将越来越大。
为了达到更高的飞行速度和更远的航程，超轻型材料和高温材料的需求将不断增加。
此外，智能材料和柔性材料也将成为未来的发展方向。
智能材料能够感知环境变化并做出相应的响应，具有巨大的潜力应用于航天器的自适应控制。
柔性材料则能够适应不同形状和变化的应力，对于增加飞机和航天器的结构韧性和抗损伤能力具有重要意义。
然而，新材料的应用也面临一些挑战。
首先，新材料的研发和生产成本较高，对航空航天公司和制造商提出了更高的要求。
新材料在航空航天领域的发展现状与未来趋势分析
新材料在航空航天领域的发展现状与未来趋势分析随着科技的不断发展与进步，新材料在航空航天领域中扮演着越来越重要的角色。
新材料的应用不仅使飞机更加轻量化，提升飞行性能，同时也能提高航空器的耐用性和安全性。
本文将从几个角度来分析新材料在航空航天领域的发展现状与未来趋势。
首先，新材料在航空领域的应用带来了飞机材料的革命。
传统的铝合金材料已经不能满足飞机轻量化和节能的要求，而新材料的出现填补了这一空白。
例如，碳纤维复合材料因其高强度、轻量化和优异的耐腐蚀性能，成为了替代铝合金的首选材料。
相比传统材料，碳纤维复合材料的比强度大约是铝合金的3倍，而密度只有其1/4。
因此，使用碳纤维复合材料制造飞机部件可以大幅度减轻飞机自重，提高燃料经济性。
目前，全碳纤维复合材料飞机已经成为航空技术领域的研究热点，新的制造工艺和材料技术也在不断涌现。
其次，新材料的应用也在航天领域取得了显著的成果。
随着航天技术的不断发展，要求航天器在极端的条件下依然能够正常运行。
而新材料的应用可以提高航天器的耐用性和抗环境风险的能力。
例如，耐高温材料的研发应用可以应对航天器再入大气层时所面临的高温侵蚀和热应力问题。
另外，新材料在航天器的结构强度、导热性能、电磁屏蔽、阻燃等方面的应用也得到了广泛关注。
未来，随着航空航天技术的不断发展，新材料的研究和应用将迎来新的挑战和机遇。
一方面，新材料的研发将更加注重多功能化和多层次的设计。
例如，多功能兼容材料的开发将会使航空器更加智能化和自适应，能够适应不同的工作环境和任务需求。
另一方面，新材料的研究将更加注重可持续发展和环保性能。
目前，环保材料的研究已经成为材料科学重要的研究方向之一，航空航天领域也将受益于其成果。
此外，随着人类对太空探索的渴望不断增长，航天器的载人能力也得到了显著提升。
未来，新材料在航空航天领域的应用将更加注重载人航天器的安全性和舒适性。
随着新材料技术的进步，未来的航天器将能够提供更好的生活条件和工作环境，使探索太空变得更加便捷和可行。
航空航天材料表面处理技术研究
航空航天材料表面处理技术研究引言：随着航空航天事业的发展和进步，对材料的要求也越来越高。
航空航天材料需要具备良好的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性，以确保航空航天器的安全性和可靠性。
而航空航天材料的表面处理技术则成为了改善材料性能的重要手段之一。
本文将从航空航天材料表面处理技术的研究现状、主要应用和发展趋势等方面进行探讨。
一、航空航天材料表面处理技术的研究现状1. 传统表面处理技术传统的航空航天材料表面处理技术主要包括化学处理、机械处理和热处理等。
化学处理主要通过酸洗、电镀、电化学喷涂等方式改善材料表面的腐蚀性能；机械处理则利用研磨、抛光等方法提高材料的精度和表面质量；热处理则可以改变材料的晶体结构和硬度等特性。
2. 先进表面处理技术近年来，随着科技的不断发展，一系列先进的航空航天材料表面处理技术相继涌现。
其中包括等离子喷涂技术、离子渗碳技术、表面涂层技术以及纳米技术等。
这些技术通过精细控制材料表面的化学成分和结构，增强材料的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。
二、航空航天材料表面处理技术的主要应用1. 钛合金表面处理钛合金是航空航天器重要的结构材料之一。
钛合金表面处理技术的研究主要包括阳极氧化、化学镀锌、硝纸循环处理等。
这些处理方法不仅可以提高钛合金的耐磨、耐腐蚀性能，还可以增加表面的附着力和润滑性，从而增强钛合金的整体性能。
2. 铝合金表面处理铝合金常用于航空航天领域的结构和外壳中，其表面处理技术对提高材料的耐腐蚀性和红外反射性能具有重要作用。
研究人员通过采用阳极氧化、磷化、电化学表面涂层等技术，改善铝合金的表面质量和性能，提高航空器件的整体效能。
3. 高温合金表面处理高温合金是航空航天器中承受高温和压力的关键材料。
研究人员发展了很多高温合金表面处理技术，如热喷涂、高温氧化、表面合金化等。
通过这些方法，可以增强高温合金的耐热性、耐蚀性和抗氧化性能，有效保护航空航天器件在高温环境下的安全运行。
三、航空航天材料表面处理技术的发展趋势1. 环境友好型表面处理技术传统的表面处理技术往往会产生大量的废水、废气和废渣等，对环境造成严重污染。
浅析飞机腐蚀与防腐剂的使用
浅析飞机腐蚀与防腐剂的使用◎吕文波（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）我国目前在航空领域的发展前景相对较好，这种发展状态直接推动了飞机制造行业的经济发展。
而如何保障飞机的使用安全，科学提高飞机的使用寿命，降低维修及养护成本，就是目前各个飞机制造行业的主要工作任务之一。
一、常见的飞机腐蚀问题及危害性分析基于飞机材质的特殊性，在实际使用过程中需要重点关注的就是飞机的防腐蚀问题。
这需要工作人员科学分析出飞机出现腐蚀问题的原因，以便于有针对性的采取防腐措施。
1.腐蚀特点。
飞机在地面停放时由于不断地受到温度、湿热、盐雾、酸雨以及大气中的S02、H2S 等环境因素的作用，防护涂层会发生粉化、龟裂、起泡、剥落等现象导致防腐功能失效，进而导致机体结构腐蚀，造成结构材料疲劳寿命大幅度下降等情况，引发安全风险。
同时，在飞行过程中，腐蚀环境和载荷的共同作用构成的腐蚀疲劳则会加剧结构的疲劳损伤，使结构的疲劳寿命显著下降，这些都是制造及维修企业需要关注的问题。
2.危害性分析。
飞机分为军用机和民航机两种，主要功能是载人和货物运输。
当飞机发生腐蚀现象而检修人员没有第一时间解决时，飞机就会存在较为严重的安全隐患。
不仅会导致飞机表层的腐蚀范围逐渐扩大，影响飞机的美观性。
而且腐蚀位置暴露在空气中，会影响内部零部件的使用安全，造成金属零件故障。
因此，腐蚀问题是影响飞机使用寿命的关键所在。
另外，需要注意的是：飞机的制造成本比较高，如果不及时做好飞机腐蚀问题的预防和处理工作，也会在一定程度上增加飞机维修成本，给相关企业带来经济压力。
3.原因分析。
造成飞机腐蚀的原因有很多，不同原因引发的问题，实际需要采取的解决对策有所差异。
通常来说，主要可以从人为因素和自然因素两大方面进行分析。
从人为因素的角度来看，主要是制造企业过于关注经济效益问题，在合金材料的选择上存在不足，导致材料出现质量问题。
并且，企业没有规范检修及保养工作流程，导致飞机存在安全隐患。
新材料在航空制造中的应用研究与展望
新材料在航空制造中的应用研究与展望摘要：随着科技的不断发展，新材料在航空制造行业中扮演着越来越重要的角色。
本文将对新材料在航空制造领域的应用进行研究和展望，并探讨其对航空业的未来发展所带来的影响。
关键词：新材料，航空制造，应用，展望引言航空制造是一个高度复杂且要求高精度的行业。
在过去几十年中，航空旅行已经得到了极大的发展，成为人们出行的重要方式。
为了满足不断增长的航空需求，航空制造必须不断创新和进步。
新材料的应用就是航空制造中一项重要的创新。
一、新材料在航空制造中的应用1.1 高强度轻质材料航空飞行时对飞机结构所施加的压力极大，而轻量化又是提高飞机性能和节省燃料的关键。
高强度轻质材料，如碳纤维复合材料、铝合金等，成为了航空制造中的热门材料。
这些材料具有比传统金属材料更高的强度和刚度。
通过采用这些新材料，航空工程师可以减轻飞机重量，提高飞行性能，降低燃料消耗。
1.2 耐高温材料随着航空技术的发展，飞机飞行高度不断提高，面临更加严酷的气候条件和高温环境。
传统的金属材料难以应对这种极端条件，因此耐高温材料的应用逐渐成为一个研究热点。
刚玉陶瓷、高温合金等材料被广泛应用于航空发动机和喷气推进系统中，以提供更高端的性能和可靠性。
1.3 防腐蚀材料航空器在飞行过程中，会受到诸多环境因素的影响，如湿度、雨水、盐霜等。
这些因素会导致航空器的金属部件发生腐蚀。
因此，为了延长航空器的使用寿命和降低维护成本，防腐蚀材料的应用变得尤为重要。
腐蚀抗性较好的聚合物材料和高分子复合材料正逐渐取代传统的金属材料，成为航空制造中的首选。
二、新材料应用在航空制造中的研究现状2.1 轻量化技术的研究如前所述，轻量化是航空制造的一项重要目标。
目前，航空工程师们正密切关注碳纤维复合材料和铝合金等轻量化材料的研究和应用。
通过不断改进材料的制备工艺和加工技术，提高材料的性能和可靠性，为飞机的设计和制造提供更多的选择。
2.2 耐高温材料研究随着航空技术的不断进步，飞机对发动机的要求也越来越高。
航天器热防护材料研究现状与发展趋势
*西北工业大学博士论文创新基金资助(CX200405)石振海:1960年生,博士研究生,主要从事热防护材料的研究 T el:029 ******** E mail:shizhenhai9307@航天器热防护材料研究现状与发展趋势*石振海,李克智,李贺军,田 卓(西北工业大学材料学院,西安710072)摘要 热防护系统中所采用的多层复合热防护材料的层间界面结合和小块材料之间的连接对航天器的可靠性有很大影响,目前二者都存在一定的缺陷。
依据功能梯度材料和C/C 复合材料的理论,将高导热率碳泡沫和低导热率碳微球设计成密度和热导率功能梯度热防护碳泡沫材料,使其具备组分之间无层间界面和小块材料间易于连接等特点。
关键词 热防护材料 碳泡沫 功能梯度材料 C/C 复合材料Research Status and Application Advance of Heat ResistantMaterials for Space VehiclesSH I Zhenhai,LI Kezhi,LI Hejun,T IAN Zhuo(Schoo l of M aterials Science,N o rthwester n P olytechnical U niver sity,Xi an 710072)Abstract T he reliability o f space v ehicles is much affected by the inter face bonding of multilayer heat resist ant mater ials and t he joining of smaller mater ials in the ther mal prot ection sy st em.Ho wev er,ther e ar e defect s in bothaspects.Based on the theo ries concerning funct ional g radient mater ials and C/C composit es,a way is desig ned to pre par e a functional gr adient carbon foam w ith density and heat conductiv ity for ther mal pr otection from the car bon foam with hig h heat conductivity and the carbon microsphere with low heat conductivity.T he advantag es of the newly designed material lie in that there are no interfaces between layers of materials and smaller pieces of materials ar e easy to join.Key words heat r esistant mater ial,carbon foam,functio nal gr adient mater ial,C/C composites1 航天器的热防护系统和热防护材料热防护系统(T her mal pr otectio n sy st em,简称T PS)是各国正在研制的可重复使用于航天(空天)飞行器上的关键部件之一[1,2]。
航空航天先进复合材料研究现状及发展趋势
1、高强度、高刚度
先进复合材料具有高强度、高刚度的特点，能够承受较大的载荷，并保持结 构的稳定性。
2、重量轻
先进复合材料的密度较低，相较于传统金属材料，其重量轻可达50%-70%。
3、耐腐蚀性强
先进复合材料具有较好的耐腐蚀性，可以在各种恶劣环境中长期使用。
4、可设计性强
先进复合材料可以通过不同的工艺和组合方式，实现各种不同性能和功能的 材料设计。
航空航天先进复合材料研究现 状及发展趋势
目录
01 一、走进航空航天复 合材料
02 二、航空航天先进复 合材料的研究现状
03 三、航空航天先进复 合材料的发展趋势
04 四、总结
05 参考内容
随着航空航天技术的飞速发展，对材料的要求也日益苛刻。作为一种新兴的 材料，先进复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛。本次演示将介绍航空航 天先进复合材料的研究现状及其发展趋势。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、智能化
未来先进复合材料将朝着智能化方向发展，实现材料的自我感知、自我修复、 自我控制等智能化功能，提高材料的使用效率和安全性。
4、广泛应用化
随着先进复合材料制备技术的不断完善和成本的逐渐降低，未来先进复合材 料将广泛应用于各种领域，包括航空、航天、汽车、船舶、电力、医疗等。
四、结论
先进复合材料作为一种新兴的材料，具有高强度、高刚度、重量轻、耐腐蚀 性强和可设计性强等特点，在航空航天领域有着广泛的应用前景。未来，随着科 技的不断发展和技术的不断完善，先进复合材料将朝着高性能化、绿色环保化、 智能化和广泛应用化方向发展。相信在不久的将来，先进复合材料将在航空航天 领域发挥更大的作用，推动航空航天事业的不断发展。
4.跨领域合作与交流
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第26卷第3期2006年6月航空材料学报JOURNAL OF A E RONAUT I CAL MAT E R I A L SV o.l 26, N o. 3June 2006我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望蔡健平, 陆峰, 吴小梅(北京航空材料研究院, 北京100095)摘要: 评述了我国航空材料腐蚀与防护技术的现状, 主要介绍了我国在自然环境试验、户内加速试验、腐蚀机理和测试、高温防护涂层以及表面处理和防护技术, 展望了我国航空材料腐蚀与防护技术的发展趋势及应用前景。
关键词: 航空材料; 腐蚀表面防护; 高温防护涂层中图分类号: TG172 文献标识码: A 文章编号: 1005-5053( 2006) 03-0270-05腐蚀现象广泛存在于自然界和工业环境中。
由于航空产品使用范围更广, 服役条件更为恶劣, 在自然环境中和工作环境下, 腐蚀问题会很突出。
例如英、美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用在11000美元~ 52000 美元之间, 而且腐蚀对飞行安全也造成很大威胁。
又如涡轮是航空喷气发动机的关键部件, 它在非常严酷的环境下工作, 易受到高温氧化和热腐蚀的损害。
通过防护提高涡轮叶片高温性能, 使其能在更高的温度下工作已经成为制约飞机性能的关键技术之一。
因此开展航空产品的腐蚀与防护的研究具有明显的经济和社会效益。
1 航空材料的腐蚀与防护发展现状我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代, 经过几十年的曲折发展, 取得了很大进步。
目前在航空产品的常温腐蚀与防护上, 已经进入了向国际接轨的发展阶段。
在飞机发动机高温腐蚀和防护上, 已经研究成功多种发动机部件所使用的中、高温防护涂层, 部分涂层进入批量生产阶段, 有些研究工作达到或接近国际先进水平。
1▪1 自然环境试验自然环境试验是在极端环境或典型环境条件下对航空产品及其材料、工艺、构件进行环境适应性研究。
户外暴露试验是自然环境试验的基本手段, 是研究材料和环境作用的试验基础。
我国已经对纯铝及几种常用的航空铝合金进行了二十多年的自户外暴露试验。
研究发现一般铝及收稿日期: 2006-01-16; 修订日期: 2006-03-28作者简介: 蔡健平( 1969 - ) , 男, 博士, 高级工程师, ( E- m a il): jp. c a@i b iam. ac. cn 铝合金在海洋、工业、湿热乡村和潮湿城市大气暴露约3年后, 表面会布满腐蚀产物, 并伴有棕、灰、白、黑等均匀分布的点状腐蚀产物。
硬铝LY 12在酸雨地区有晶间腐蚀的倾向, 而在湿热或湿热海洋性大气中还会发生剥蚀。
如图1 为LY 12铝合金万宁暴露十年后剥蚀的电子显微镜照片。
图1 LY 12航空铝合金在万宁暴露十年后的腐蚀形貌F i g.1 M orphology of LY 12 in wann ing after 10 yearexposure目前我国户外暴露的试样不仅有平板金属试样, 还包括部分实际工程用的非金属材料和受力件和构件。
在试验设备和研究能力方面, 初步具备了齐全的环境试验和研究的条件。
例如北京大气试验站实验室面积已经达到900m2, 设有气象观测实验室、化学分析实验室、材料性能检测实验室、、微观分析实验室、电化学实验室、腐蚀实验室、腐蚀模拟加速实验室等。
目前在户外试验数据分析处理、大气腐蚀监测器和大气环境腐蚀性分类等方面的研究取得了不小的进展。
1▪2 户内加速试验研究自然环境下户外暴露试验是评价材料大气腐蚀的基本方法, 但试验的周期很长, 远远不能满足材272 航空材料学报第26卷料研制、腐蚀控制、材料防护工程和科学研究的要求。
为了更好地满足我国航空工业对快速评价材料环境适应性的要求, 北京航空材料研究院发展了一种综合环境试验机[ 1] , 并发展了一种针对航空铝合金的综合加速试验谱。
表1是该综合加速试验的加速试验谱。
研究表明, 同传统的加速试验相比, 该综合加速试验能更好地模拟航空铝合金的大气腐蚀[ 2] 。
表1 综合环境试验试验谱T ab le 1T esting cond itions of com prehensive env ironm en tal testN o Step Cond ition D uration 1R a i n ing Am b i e nt te m pe r atu r e:35? 1m in 2H um id Amb ient tem perature: 35? ; R. H. Š90%19m in 3T ransition5m in4 D ry i ng Am bient temperature: 45? ; R. H. Š75%20m in5T ransition5m in 6Salt fog Am b i e nt te m pe r atu r e:35? 20m in 7T ransition5m in8 D ry i ng Am bient temperature: 45? ; R. H. Š75%10m in9T ransition5m in 10G o back step 11▪3 腐蚀机理和测试技术研究高强度航空材料在力学- 环境因素的交互作用下可能会发生应力腐蚀而导致灾难性的事故。
因此开展应力腐蚀的测试和研究是腐蚀和防护的一项重要内容。
目前已经发展了一些应力腐蚀敏感性的测试标准[ 3~ 7] 。
这些试验标准在研究新研材料和引进飞机材料的应力腐蚀性能方面发挥了重要作用[ 8 ] 。
另外也有人设计了一些非标准的应力腐蚀试验来模拟试件的服役条件, 试验的结果与实际情况符合的较好[ 9] 。
由于实际的应力腐蚀往往发生在大气环境中, 所以设计了一种便携式拉伸应力腐蚀试验器[ 10] , 用于开展户外大气应力腐蚀的研究。
图2是试验器结构示意图。
飞机结构往往由多种材料构成, 在一定条件下不同材料的相互接触会导致接触腐蚀和电偶腐蚀。
研究者对钢与铝合金和钛合金接触时的电偶腐蚀和防护方法进行研究[ 11, 12] , 得到了很多对实际工程有指导价值的结论。
随着复合材料在航空产品上得到应用, 复合材料和金属材料接触时所引起的相容性问题开始得到人们的重视, 并提出了一些防护措施[ 13, 14, 15]。
某型飞机承力框下半框7A 04-T6铝合金与橡胶软油箱接触部位发生了严重腐蚀裂纹故障。
研究表明[ 16] : 这是由于在一定条件下橡胶抗老化涂层对铝合金的接触腐蚀所致。
图3是在相同相对湿度条件下, 几种橡胶抗老化涂层对铝合金的接触腐蚀作用。
图3表明的不同涂层对于接触腐蚀有不同的作用, 因此必须重视非金属材料和金属材料的接触腐蚀。
图2 户外应力腐蚀试验器结构示意图F i g. 2 Structure of the desk- top spr ing type stress cor-rosion cracking T e ster图3 相对湿度对7A 04铝合金和橡胶抗老化涂层接触腐蚀的影响F ig. 3 E ffect of relative hum id ity on contact co rrosionbetween 7A04 alum inum a lloy and rubber an t-iag ing coating s总之, 在腐蚀机理和测试技术研究方面, 我国取得了不少成果, 对指导工程应用起到了重要作用。
1▪4 航空发动机高温防护涂层航空发动机所用的高温防护涂层一般可分成扩第3期我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望273散涂层( d iffusion coatings) 和包覆涂层( overlaycoatings)。
目前我国已经发展出多种发动机部件所使用的镍镉扩散涂层、渗A ,l A -l S i料浆涂层、P-tA l涂层、包覆型M CrA lX 涂层、热障涂层、抗氧化防脆化涂层、封严涂层等, 部分涂层进入批量生产阶段。
M C r A IY涂层是一种包覆性涂层, 它克服了传统铝化物涂层与基体之间互相制约的弱点, , 进一步提高了发动机材料的抗氧化的能力。
图4是通过真空电弧镀技术在实际发动机涡轮叶片上涂敷N iCoC r A l Y H f高温防护涂层的样件。
图4 发动机涡轮叶片N iCoCrA l YH f涂层样件F ig. 4 N iCoC rA lYH f coa ted tubine blade o f eng ine随着航空燃气轮机向高流量比、高推重比、高进口温度的方向发展, 燃烧室中的燃气温度和压力不断提高, 我国开展了热障涂层( therm a l barrier coatings, 简称T BC s) 的研究。
热障涂层是由陶瓷隔热面层和金属粘结底层组成的涂层系统。
Z rO2是目前陶瓷隔热面层中研究最多的成分, 图5是采用电子束物理气相沉积( EB-PVD )方法制备的氧化锆陶瓷隔热层, 可以看出隔热层呈现柱状晶组织。
热循环试验证明柱状晶组织较普通的纤维状组织具有更高的抗热疲劳性能。
另外我国还开展了纳米陶瓷热障涂层的研究, 图6是纳米陶瓷热障涂层1100? 高温氧化动力学曲线, 该涂层氧化动力学曲线呈比较明显的抛物线形状, 在氧化进行到340h才开始失效。
1▪6 表面处理和防护技术的研究目前在航空工业中常见的表面处理和防护技术有电镀、阳极化、缓蚀剂、涂层等。
为了满足航空工业的需要, 国内开展了高强度钢低氢脆无氰镀镉-钛替代氯化铵镀镉的工艺应用研究。
研究发现, 镉-钛镀层的耐蚀性优于氯化铵镀镉镀层, 且其氢脆性能也优于氯化铵镀镉镀层。
图7为镀镉-钛+钝化后的镀层微观形貌。
由于传统的铝合金铬酸阳极化会造成环境污染, 而硫酸阳极化会影响材料的疲劳性能。
因此我国开展了硼酸-硫酸阳极化工艺的应用图5 电子束物理气相沉积( EB-PVD ) 方法制备的氧化锆陶瓷隔热层F i g.5 Z ro ceram ic T BC produced by EB-PVD图6 EB-PVD 纳米陶瓷热障涂层1100? 高温氧化动力学曲线F i g. 6 the ox ida tion k ine tic curve of EB-PVD nano-ce-ram ic T B Cs图7 钝化后的Cd-T i镀层形貌F i g.7 M orpho logy o f passiv ated Cd-T i p l a ting研究。
结果表明: 硼酸硫酸阳极化耐蚀性满足航空工业的要求, 并且不降低材料的疲劳性能。
为了在日常飞机维护过程中防止和减缓腐蚀, 研制了一种飞机用的硬膜型脱水防锈剂[ 17] 。
该防锈剂施加在飞机表面, 可自动去除表面水分和盐分, 并很快形成透明硬膜。