铝合金阳极氧化膜防护性能及失效规律研究

目的研究不同腐蚀环境条件下铝合金阳极氧化膜层的防护作用及失效规律。方法采用中性盐雾、酸性盐雾试验方法进行加速试验,对无划线试样腐蚀外观和附着力以及有划线试样的腐蚀形貌等进行检测和考核分析。结果获得了4种铝合金材料阳极氧化膜层在不同试验环境条件下的防护性能、腐蚀失效、附着力变化以及抗腐蚀扩展性能等试验数据。结论铝合金材料类型对未封闭处理的阳极氧化膜的耐腐蚀扩展性能影响明显。封闭处理能够提高铝合金阳极氧化膜的综合防护性能。     

7050铝合金硬质阳极氧化膜热带海洋大气环境耐蚀性能研究

目的 研究7050铝合金硬质阳极氧化膜在热带海洋大气环境下的耐蚀性能变化规律。方法 在7050铝合金表面制备硬质阳极氧化膜,然后采用不封闭、沸水封闭与铬酸盐封闭3种后处理方式进行处理。采用实验室多因素组合循环模拟试验方式与热带海洋大气环境户外直接暴露对试样开展耐蚀性能试验。通过外观、极化曲线、电化学阻抗谱方法,分析其耐蚀性能变化规律。结果 硬质阳极氧化膜不封闭处理的耐蚀性较差,实验室多因素组合循环试验第1循环后表面就出现白色腐蚀产物,评级为5/2xA。户外暴露试验12个月后,不封闭处理膜层的自腐蚀电位为?814.88 mV,自腐蚀电流密度为0.307µA/cm²;沸水封闭膜层的自腐蚀电位为?717.86 mV,自腐蚀电流密度为0.177 µA/cm²;重铬酸盐封闭膜层的自腐蚀电位为?703.33 mV,自腐蚀电流密度为3.82×10^?2 µA/cm²。户外暴露12个月后,不封闭处理、沸水封闭处理与重铬酸盐封闭处理膜层在0.01 Hz的阻抗模值分别为1.04×10⁵、1.51×10⁵、4.76×10⁵ Ω.cm²。结论 封闭处理能提升7050铝合金硬质阳极氧化膜的耐蚀性能,且重铬酸盐封闭后的耐蚀性能优于沸水封闭后的耐蚀性能。     

2024铝合金连接结构两种防护涂层耐蚀性研究

目的研究铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法针对在两种涂层防护作用下的2024铝合金连接结构,开展实验室加速试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,得到铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,对比分析涂层体系对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于传统涂层,纳米涂层在5%NaCl盐雾环境下的防护效果更好。结论纳米涂层表面破坏后快速生成的致密氧化膜能有效提高涂层的耐蚀性能。     

铝合金微弧氧化技术应用研究

目的研究铝合金微弧氧化技术在产品三防方面的应用。方法选取四种不同牌号的常用铝合金结构件材料进行微弧氧化处理,并通过各种检测手段测定铝合金微弧氧化膜层的成分及形貌、硬度及耐磨、耐腐蚀等性能指标,并与硬质阳极氧化技术作对比。结果微弧氧化膜层厚度为20～120μm,氧化膜致密层硬度（Hv）〉900,致密层磨损率〈10^-4mm^3／（N·m）,盐雾试验时间〉96h,湿热试验时间〉10个周期,膜层性能优于硬质阳极氧化膜。结论微弧氧化技术能大大提高铝合金的耐磨和耐腐蚀性能,可应用于提升产品三防性能。     

5%NaCl盐雾环境对铝合金铆接防护结构性能影响研究

目的研究2024铝合金在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"疲劳加载-腐蚀环境"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金铆接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,分析不同疲劳载荷大小对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金铆接结构疲劳寿命有较大影响,疲劳载荷对防护涂层防护性能和腐蚀疲劳载荷的滞后效应等两方面影响,0.25P破坏载荷相较于0.3P破坏载荷,涂层防护作用影响更小,低载锻炼效应更强,腐蚀疲劳寿命降低量更少。结论 2024铝合金铆接结构耐腐蚀性能与结构载荷和防护涂层特性有重要关系。     

铸铝合金不同厚度膜层微弧氧化防腐蚀性能试验研究

针对某型铸铝合金的不同热处理状态、不同厚度的微弧氧化膜的防腐蚀性能进行了960 h的盐雾对比试验。结果表明,对于该型铸铝合金T7热处理状态防腐蚀能力优于T5;微弧氧化处理能明显提高该型铸铝合金防腐蚀能力,经不同厚度微弧氧化处理的该型铸铝合金,腐蚀深度无显著差异;在相同面积区域内,腐蚀损伤的程度有明显的不同,50～70μm的微弧氧化膜防腐蚀性能最好。     

不同表面状态2024-T3铝合金腐蚀行为及DFR退化规律

目的研究阳极氧化膜破损的航空铝合金试件在实验室加速腐蚀条件下的腐蚀行为和疲劳性能退化规律,并和阳极氧化膜完好的试件进行对比。方法以不同表面状态的2024-T3铝合金试件为研究对象,进行不同时长的实验室加速腐蚀试验和与加速腐蚀后的DFR试验。通过观察腐蚀形貌,测量腐蚀坑深度和孔蚀率来观测腐蚀行为,通过计算腐蚀后的DFR来研究DFR退化规律。结果阳极氧化膜完好、破损的2024-T3铝合金试件分别在加速腐蚀180、36 h后出现点蚀坑,平均点蚀坑深度与加速腐蚀时间符合幂函数关系。试件在实验室加速腐蚀条件下,DFR的退化规律符合指数函数关系。结论与阳极氧化膜完好试件相比,阳极氧化膜破损会导致2024-T3铝合金试件的耐腐蚀性降低,加速试件疲劳性能退化的速率。     

几种表面防护体系耐盐雾性能研究

目的通过对比试验室加速腐蚀试验结果,获得耐盐雾腐蚀性能最佳的表面防护体系。方法选用2024铝合金的几种不同表面防护体系,进行盐雾腐蚀试验。通过宏观腐蚀形貌和涂层失光率变化来分析判定表面防护体系耐腐蚀性能,获得抗腐蚀性能优异的表面防护体系。结果综合内外部防护体系宏观腐蚀形貌和失光率情况来看,阿洛丁氧化和所配套的三套涂层系统的盐雾适应性较差。结论内部防护体系推荐采用铬酸阳极化+10P4-X底漆防护体系;外部防护体系推荐采用铬酸阳极化+10P20-X底漆+ECL面漆防护体系。     

某型飞机防护体系性能优选试验研究

目的采用盐雾对比试验,优选获得抗腐蚀性能优异的防护体系。方法选用飞机常用的两种结构材料(2024、30Cr Mn Si A)的几种备选防护体系,开展盐雾加速腐蚀试验。结果铝合金试件经过10个周期盐雾加速腐蚀试验,涂层鼓泡失效,基体未发生腐蚀;经过7个周期加速腐蚀试验,结构钢试件预制划痕处涂层剥落、基体腐蚀。结论铝合金外部防护体系B方案(铬酸阳极化+37底漆+E面漆)和内部防护体系H方案(铬酸阳极化+TB06底漆)最佳,结构钢推荐选用GE方案(镀镉+钝化+TB06底漆+TS96面漆)。     

Cl-作用下AerMet100钢在盐雾环境中的 微区电化学行为

目的对Cl~-作用下AerMet100钢在盐雾环境中的腐蚀和微区电化学行为进行研究。方法通过开展盐雾腐蚀试验,对AerMet100钢的腐蚀形貌和腐蚀产物进行研究分析。盐雾试验不同时间后,通过SKP测试,得到试样的表面电位分布,通过Gauss拟合,对试样表面扫描开尔文电位的分布和变化情况进行分析。结果 AerMet100钢在盐雾腐蚀试验过程中的腐蚀行为从点蚀开始,逐渐发展为均匀腐蚀。腐蚀产物分为内外两层,外层疏松,内层致密。由于腐蚀反应过程中生成大量铁的氧化物及羟基氧化物,因此,内外层腐蚀产物中含有大量的Fe、O元素;内外锈层中均含有少量的Cl元素,表明Cl~-参与了腐蚀反应过程;内外锈层中Cr、Co、Ni等合金元素的存在,使得锈层具有离子选择性、致密性,加速了锈层的产生。未腐蚀的试样表面电位分布比较均匀,集中程度较高,即电位差较小,总体电位差为152 mV,有少量表面活性点随机分布,此时试样表面阴极和阳极分布不规则。盐雾试验3天后,试样表面电位正移,分布趋于分散,电位差增大,总体电位差为270m V,产生较为明显的阴极区和阳极区,由于吸附在试样表面活性点附近的Cl~-破坏了表面的氧化膜,腐蚀情况逐渐发生。盐雾试验6天后,试样表面电位进一步升高,分布更为分散,电位差略有减小,总体电位差为180 mV,由于腐蚀产物层的不断扩展,试样表面已经分为明显的较大面积的阴极区和阳极区。结论 Cl~-的侵蚀作用破坏了基体表面的氧化膜,使得AerMet100钢的腐蚀在夹杂物处发生。腐蚀产物能够阻碍Cl~-的渗透,对基体具有保护作用。     

沿海地区输电铁塔防护涂层耐腐蚀性能研究

目的研究沿海地区输电铁塔防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为铁塔防护涂层寿命体系评定和修复提供试验依据。方法分别采用热镀锌、热镀锌/冷涂锌复合涂层、热镀锌/带锈环氧涂层三种技术方案,对铁塔角钢材料进行防腐保护,采用中性盐雾方法模拟沿海环境对试样进行耐蚀性测试,通过试样表面形貌观察、极化曲线、以及阻抗谱等电化学手段对保护效果进行评价。结果热镀锌、热镀锌/冷涂锌复合涂层在盐雾150 h出现大面积腐蚀,热镀锌/带锈环氧涂层在盐雾2000 h未发生明显腐蚀。结论热镀锌/带锈环氧涂层的耐蚀性能优于热镀锌/冷涂锌漆和热镀锌涂层。     

添加纳米SiO2空芯微球的水性丙烯酸 涂料性能研究

目的将纳米SiO_2空芯微球加入水性丙烯酸成膜物中,制备出一种性能优异的水性丙烯酸涂料。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、拉开法附着力测试、氙灯加速老化试验、酸性盐雾试验、电化学交流阻抗(EIS)等方法对涂层的微观形貌、常规力学及电化学性能进行系统性研究。结果 SEM形貌表明,添加的玻璃微球与成膜物之间具有良好的相容性和稳定性,改性后的涂层在常温和高温环境下具有较好的附着力。盐雾试验和氙灯加速老化试验结果进一步显示改性后的涂层具有较好的耐老化性能,在酸性环境下有着较好的耐蚀性能。从电化学交流阻抗对比结果可明显观察到添加微球的水性丙烯酸涂层耐腐蚀性能提高了50%。结论将纳米SiO_2微球加入水性丙烯酸成膜物中,可有效改善水性丙烯酸涂料的环境适应性,同时能够有效提升其防腐性能。     

铝合金表面阳极化层环境损伤失效行为研究

目的研究7B04铝合金硫酸阳极化层环境作用下的失效行为,分析单独盐雾试验和环境谱作用下阳极化层的损伤行为和影响因素。方法通过中性盐雾试验和环境谱周期性试验(盐雾试验+温度试验)研究了硫酸阳极化层在不同腐蚀时间或不同腐蚀周期下的腐蚀损伤变化过程,并采用体视显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了不同腐蚀时间下或不同腐蚀周期下的表面形貌,结合有限元方法研究了阳极化层与铝合金基体热膨胀系数不匹配引起的热应力,定量分析了热应力对阳极化层失效行为的影响。结果经历中性盐雾试验和环境谱试验的硫酸阳极化层损伤失效现象是不一样的,中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要呈鼓起开裂失效,而环境谱试验中硫酸阳极化层以开裂剥落失效为主。结论中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要是腐蚀介质通过表面微孔进入基体,导致基体腐蚀阳极化层鼓起,而环境谱试验因温度作用产生的热应力引起了硫酸阳极化层的开裂,形成了腐蚀介质进入基体的通道,引起阳极化层的剥落。     

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。     

三种除锈方式对Q235钢表面涂层耐蚀性能的影响

目的对比研究3种不同除锈方式(打磨除锈、先除锈后磷化、除锈-磷化一体化)处理Q235钢表面后,对涂层的耐腐蚀性能的影响。方法在3种除锈方式处理后的Q235钢表面喷涂石墨烯环氧富锌底漆,测试涂层的附着力,通过中性盐雾试验测试涂层的耐腐蚀性能。结果Q235钢经过除锈-磷化一体化处理后,表面性能变优,涂层附着力达到13.6MPa,1000h中性盐雾试验后,涂层不起泡、不脱落,腐蚀程度小。结论除锈-磷化处理Q235钢表面可有效提高防腐涂层的耐蚀性能,与先除锈后磷化相比,简化了工艺过程。