碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究
海军某型飞机腐蚀的修理与防护
海军某型飞机腐蚀的修理与防护李东帆;陈跃良;花海城【摘要】海军某型飞机在首次大修过程中,发现腐蚀比较严重,已影响到飞机的正常使用和安全寿命,引起了相关人员的高度重视.基于此,根据该飞机的实际腐蚀情况,并结合前期对海军飞机开展的腐蚀调研,详细阐述了该型飞机易发生腐蚀的部位及腐蚀类型,分析了腐蚀产生的主要原因,制定了有效的修理和预防措施,解决了该型飞机在某些高温、高湿、高盐使用环境中无法顺利完成使命任务的难题,并从设计、制造、修理及维护等方面对该型飞机今后的防腐工作提出了一些建议.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2019(016)008【总页数】7页(P58-64)【关键词】海军飞机;腐蚀;修理;防护【作者】李东帆;陈跃良;花海城【作者单位】中国人民解放军第4724工厂技术中心,上海 200436;海军航空大学青岛校区, 山东青岛 266000;92913部队,海南临高 571233【正文语种】中文【中图分类】TG174海军某型飞机首次大修时，发现机体结构及成附件普遍存在腐蚀，个别区域还很严重。
该飞机在某海岛执行任务也就几个月时间，腐蚀的严重程度已影响到该飞机正常任务的执行，要想长期在这种高温高湿高盐环境中服役，腐蚀问题必须解决。
成附件及接插件的腐蚀，造成各系统故障成倍增加，存在事故隐患[1]。
因此，在该型飞机大修时，必须制定有效的腐蚀修理与防护措施来解决腐蚀这一难题。
1 腐蚀部位及原因分析综合该型飞机大修检查情况，总结以下腐蚀典型部位。
1）全机补偿头铆钉头部及其相邻区域腐蚀。
大修中发现，全机补偿头铆钉（HB8065）头部及相邻区域普遍存在腐蚀现象（见图1），其中进气道区域最普遍。
原因分析：进气道装配过程中，铆钉没有采取湿装配，蒙皮钻孔后孔壁没有保护措施。
铆接完成后，对铆钉头部进行铣平，铆钉阳极化层受到破坏，制造厂没有恢复铆钉原有涂层体系就直接进入下道工序。
飞机正常使用时，进气道部位振动强烈，漆层易脱落。
碳纤维增强铝基复合材料表面TiN离子镀膜工艺研究---优秀毕业论文参考文献可复制黏贴
硕士学位论文碳纤维增强铝基复合材料表面TiN离子镀膜工艺研究 STUDY OF TiN FILM DEPOSITED BY ARC ION PLATING ON THE SURFACE OFALUMINUM MATRIX COMPOSITESREINFORCED WITH CARBON FIBERS马志鹏哈尔滨工业大学2006年6月国内图书分类号：TG174.444国际图书分类号：621.785工学硕士学位论文碳纤维增强铝基复合材料表面TiN离子镀膜工艺研究硕士研究生：马志鹏导师：孙东立 教授申 请 学 位：工学硕士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TG174.444U.D.C.: 621.785Dissertation for the Master’s Degree in EngineeringSTUDY OF TiN FILM DEPOSITED BY ARC ION PLATING ON THE SURFACE OF ALUMINUM MATRIX COMPOSITES REINFORCED WITH CARBON FIBERSCandidate：Ma ZhipengSupervisor：Prof. Sun DongliAcademic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Materials ScienceAffiliation：School of Materials Scienceand EngineeringDate of Defence：June, 2006Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文采用多弧离子镀技术在碳纤维增强铝基复合材料表面制备TiN 膜，通过对影响镀膜过程的重要因素:负偏压、氮气流量、弧电流、沉积时间等的研究，得出其对镀膜厚度和性能影响的规律，实验证明，靶电流55A、负偏压200V、氮气流量350ml/min、沉积时间60min时TiN薄膜具有最佳的综合性能。
阳极极化处理对2024铝合金电偶腐蚀行为的影响
阳极极化处理对2024铝合金电偶腐蚀行为的影响
尹作升;裴和中;张国亮;刘远勇
【期刊名称】《表面技术》
【年(卷),期】2011(40)2
【摘要】将2024铝合金与电位较正的另一种金属钛连接加速腐蚀,通过测试电偶腐蚀电流的分布曲线,对比2024铝合金经阳极化处理前后的电偶腐蚀敏感性。
腐蚀后,通过观察表面形貌,分析了该铝合金的电偶腐蚀行为,表明阳极极化处理对改善其电偶腐蚀敏感性有很明显的作用,降低了电偶腐蚀电流,减少了平均腐蚀失重。
【总页数】2页(P36-37)
【关键词】电偶腐蚀;电流分布;表面形貌;腐蚀敏感
【作者】尹作升;裴和中;张国亮;刘远勇
【作者单位】昆明理工大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ153.6
【相关文献】
1.偶对中阴极材料不同对铝合金电偶腐蚀行为的影响 [J], 战广深;安增杰
2.2024-T3铝合金在硫酸-硼酸-磷酸中的阳极氧化和腐蚀行为 [J], M. SAEEDIKHANI;M. JAVIDI;A. YAZDANI
3.工业海洋大气环境下阳极氧化6061铝合金的电偶腐蚀行为 [J], 王沙沙;杨浪;肖葵;黄运华;李晓刚
4.2024-T3铝合金在硫酸-硼酸-磷酸中的阳极氧化和腐蚀行为 [J], M. SAEEDIKHANI;M. JAVIDI;A. YAZDANI;;;;;;;;;;;;
5.表面阳极化对7050铝合金电偶腐蚀的影响 [J], 上官晓峰;杜志杰
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铝电解用Si3N4SiC复合材料腐蚀研究进展
2022年第1期轻金属-21-铝电解用Si s N/SiC复合材料腐蚀研究进展陈应斌6,李健屏2官朝红2,吕晓军2（1.广西百矿铝业有限公司，广西百色533000；2.中南大学冶金与环境学院，湖南长沙210073）摘要：本文主要介绍了铝电解用Si3N4/SiC复合材料的制备、成分和结构，并根据Si3N4/SiC复合材料所处电解槽中的环境不同，对复合材料的腐蚀研究分为五个部分进行了概述：气体对复合材料的腐蚀，电解质对复合材料的腐蚀，铝液对复合材料的腐蚀，气体和电解质共同作用对复合材料的腐蚀，电解质和铝液共同作用对复合材料的腐蚀。
结果表明了该复合材料的腐蚀主要来自于气体与高温电解质的共同作用。
另外，根据不同环境下腿％//^复合材料的腐蚀行为和机制，从材料性能、阳极结构以及操作管理等方面，提出相应建议。
关键词：铝电解;腿N4/SiC复合材料；腐蚀中图分类号：TFF21文献标识码：A文章编号：252-252(2525)2-0541-55DOI：15.2652/j.akU us.2627.2.008Research prooress fot corrosion of SqN/SiC compositr fot aluminum electrolysis Cher Yinkyid1,Li Jiappina1,Guau ChaoPoxa2a/d Lv Xiaojuu2(/6110710x0Baikuang Aluminam Co.,Ltd.,Bare533000,China；2.School of Metallurpy and Ergtronmeai,Central Uoutd UngcrPty,Changsha219073,China) Abstract:The prepara/ox,compositiou anU staicturo of Si3N4///iC composite for alumiuum electrolysis were mainly descaber in the papes.Accoraina to differert covUitiovs coxfroxter by Si3N4///iC composite in the alumiuum pot,the research ox composite corrosiox was diviUer into five parts:gas coxosiov of the composite,electrolyte corrosiox of the composite,liquiU alumiuum coxosiov of the composite,gas anU electrolyte combiuer coxosiov of the composite,electrolyte anU liquiU alumiuum combiuer coxosiov of the composite.Results show that the composite corrosiox is mainly att/buted to the combiuer effect of both gas anU high一temperature electrolyte.Additioxally,accoraina to the corrosiox behavior anU mechanism of Si3N4///iC composite under dC-ferert covUitiovs:the coxespcxkina anti-coxosiov measures were proposer from perspectives of mateaal properaes:auoPe staicturo anU operatiov mau-agemei0Key words：aluminum electrcOysis；Si3N4///iC composite；corrosiox高温熔盐电解法作为目前普遍采用的铝电解生产方式，电解槽的寿命以及稳定性一直是工业生产最为关心的课题之一。
热带岛礁大气环境车辆装备腐蚀规律与防护设计及控制措施
第20卷第11期装备环境工程2023年11月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING·121·热带岛礁大气环境车辆装备腐蚀规律与防护设计及控制措施郭强（北京机械设备研究所 北京 100854）摘要：目的提高车辆装备在热带岛礁大气环境中的耐腐蚀性能，为车辆装备在热带岛礁大气环境长期稳定的服役提供防腐蚀设计与改进依据。
方法通过对岛礁大气环境特点的分析和典型车辆装备腐蚀规律研究与总结，制定相应的腐蚀防护设计及措施，并在车辆装备上进行应用与验证。
结果根据腐蚀特点，车辆装备划分为结构类腐蚀、电气类产品腐蚀、材料和涂层腐蚀等4类，其中，结构类腐蚀是最主要的腐蚀行为，结构类腐蚀类型主要包括缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力作用下腐蚀、磨损腐蚀、结构外形及空腔结构造成的腐蚀等。
根据腐蚀环境进行划分，将整车划分为舱外完全暴露结构区域、底盘底部区域、发动机舱区域和舱内区域等4个腐蚀区域。
在车辆装备上采取相应的腐蚀防护设计与措施，包括典型结构类防腐蚀设计、电气类产品腐蚀防护设计、材料与涂层搭配选用、维护保养和腐蚀监测措施，在热带岛礁大气环境中取得了良好的应用验证效果。
结论根据不同腐蚀类型，采取相应的结构类、电气类产品，材料与涂层合理搭配选用等腐蚀防护设计，加严环境试验考核，以及维修维护、腐蚀监测等腐蚀控制措施，车辆装备在热带岛礁环境中将取得长效且良好的环境适应性。
关键词：热带岛礁；大气环境；车辆装备；腐蚀规律；防腐蚀设计；腐蚀控制措施中图分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)11-0121-12DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.11.016Corrosion Rule, Prevention Design and Control Countermeasures of VehicleEquipment in Tropical Island-reef Atmospheric EnvironmentGUO Qiang(Beijing Institute of Machinery and Equipment, Beijing 100854, China)ABSTRACT: The work aims to improve anti-corrosion properties of vehicle equipment in tropical island-reef atmospheric en-vironment, so as to provide evidence of anti-corrosion design and modification for long-term stable service of vehicle equipment in tropical island-reef atmospheric environment. Under analysis on island-reef environment characteristics and research and summary on corrosion rule of vehicle equipment, corresponding corrosion protection design and countermeasures were formu-lated and then applied to the vehicle equipment for verification. According to corrosion characteristics, vehicle equipment corro-sion was classified into four types, including structure corrosion, electrical product corrosion, material corrosion and coating corrosion. Structure corrosion was the major corrosion behavior. The main kinds of corrosion types of structure corrosion were收稿日期：2022-10-19；修订日期：2023-08-24Received：2022-10-19；Revised：2023-08-24引文格式：郭强. 热带岛礁大气环境车辆装备腐蚀规律与防护设计及控制措施[J]. 装备环境工程, 2023, 20(11): 121-132.GUO Qiang. Corrosion Rule, Prevention Design and Control Countermeasures of Vehicle Equipment in Tropical Island-reef Atmospheric Envi-ronment [J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(11): 121-132.·122·装备环境工程 2023年11月crevice corrosion, galvanic corrosion, corrosion caused by structural edge and water-logging structure, etc. In terms of corrosion environment, the vehicle equipment was divided into four areas , which consisted of fully exposed structure outside the cabin, bottom of chassis, area inside engine cabin and area in cabin. The corresponding corrosion protection design and countermea-sures were adopted to the vehicle equipment, including corrosion protection design of classical structure and electric product, optimal selection of materials and coatings, measures of maintenance, corrosion monitoring technique, which achieved good re-sults in practical applications. According to different types of corrosion, corresponding corrosion protection designs and coun-termeasures, such as structure and electric anti-corrosion design, reasonable selection of material and coating, anti-corrosion method of repair and maintenance, strict environmental testing, and corrosion monitoring, can be adopted to help vehicle equipment maintain long-term and good environmental adaptability in tropical island-reef environment.KEY WORDS: tropical island-reef; atmospheric environment; vehicle equipment; corrosion rule; anti-corrosion design; corro-sion control countermeasures相对于我国常见的海洋大气环境特点，热带岛礁（特指纬度≤17°N）大气环境是一种较为特殊的腐蚀环境，其常年具有高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射、多降水、多台风等热带海洋大气环境特征[1-5]。
智轨电车金属部件电偶腐蚀及防护研究
智轨电车金属部件电偶腐蚀及防护研究李典计1，2(1.湖南中车智行科技有限公司 湖南长沙 410208; 2.湖南省多铰接胶轮运输系统工程技术研究中心 湖南长沙 410006)摘要：智轨电车金属部件的腐蚀，会严重影响其性能和寿命。
该文主要介绍了电偶腐蚀的基本原理及影响因素，分析了智轨电车上的电偶腐蚀对，从电偶腐蚀的影响因素及已有的电偶腐蚀防护措施出发，提出了从优化结构、异种金属表面处理、优化搭铁组件、避免安装支架与紧固件的异种金属选择等措施，为智轨电车金属结构件的设计提供参考，从而从总体上提升智轨电车的防腐蚀性能。
关键词：智轨电车 金属部件 电偶腐蚀 防腐中图分类号：U466;TG172文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)14-0056-04Study on Galvanic Corrosion and Protection of Metal Parts ofAutonomous-rail Rapid TramLI Dianji1,2(1.Hunan CRRC Intelligent Transport Technology Co., Ltd., Changsha, Hunan Province, 410208 China;2.Hunan Multi-articulation Rubber Tyre Transport System Engineering Technology R&D Center,Changsha, Hunan Province, 410006 China)Abstract:The corrosion of the metal parts of autonomous-rail rapid trams will seriously affect their performance and life. This paper mainly introduces the basic principles and influence factors of galvanic corrosion, and analyzes the galvanic corrosion pair on autonomous-rail rapid trams, and puts forward measures such as optimizing the structure, treating dissimilar metal surfaces, optimizing bonding components, and avoiding the selection of dissimilar metals for mounting brackets and fasteners, so as to provide reference for the design of metal structural parts of autonomous-rail rapid trams, and then improve the anti-corrosion performance of autonomous-rail rapid trams overall.Key Words: Autonomous-rail rapid tram; Metal parts; Galvanic corrosion; Anti-corrosion智轨电车是一种全新的轨道交通新制式——智能轨道快运系统（Autonomous-rail Rapid Transit，ART）[1]的核心组成部分。
铝合金车身上防电偶腐蚀施工设计综述
铝合金车身上防电偶腐蚀施工设计综述作者—胡婷应用化学0881班【中文摘要】处于自然环境中的铝合金材料，由于在其表面能形成一层致密的氧化膜，该氧化膜能够阻止氧气及其它气体、液体的侵人而腐蚀[5].一旦该氧化膜被损坏，在大多数环境中它能够较快地进行自我修复，即优异的自防腐性能。
又由于铝合金是目前汽车轻量化的一个重要途径，因而被越来越多地应用于汽车车身中。
钢、铝接触，并处于潮湿的环境时，便不可避免地发生此种腐蚀。
在腐蚀施工设计中，往往需要结合在实际介质中的腐蚀电位和可能掌握的极化曲线特征作出判断，并作必要的实际测定和验证。
【关键词】电偶腐蚀腐蚀微电池氧化膜铝合金腐蚀施工设计On the aluminum alloy automobile body against galvanic corrosion executive project summarizesAuthor - Hu Tingapplied chemistry 0881 class of【English abstract】Is in the natural environment the aluminum alloy material, because forms compact oxide film in its surface energy, this oxide film can prevent the oxygen and other gas, the liquid invades the human to corrode. Once this oxide film is damaged, it can carry on the self-repair quickly in the majority environment, namely outstanding from antiseptic property. Also because the aluminum alloy is a present automobile lightweight important way, thus more and more is applied in the automobile body. When the steel, the aluminum contact, punish at the same time in the moist environment, then inevitably has this kind of corrosion. In the corrosion executive project, often needs to unify the polarization curve characteristic which the corrosion potential and possibly grasps in the actual medium to make the judgment, and makes the essential actual determination and the confirmation. In the corrosion process, along with the condition change, the metal couple foreword has the possibility to change, even presents the polarity to reverse.【key word 】Galvanic corrosion Corrodes the microcell oxide film aluminum alloycorrosion executive project1.防电偶腐蚀施工理1.1 原理当两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触腐蚀或双金属腐蚀。
异种金属电偶腐蚀防护方法研究进展
材料研究与应用 2024，18（1）：95‐105Materials Research and ApplicationEmail ：clyjyyy@http ：//mra.ijournals.cn 异种金属电偶腐蚀防护方法研究进展张学敏1,2,林贤坤1,王旭东1,2,杨焜2*,张小锋2（1.广西科技大学机械与汽车工程学院，广西 柳州545006； 2.广东省科学院新材料研究所/现代材料表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室，广东 广州510650）摘要： 铝合金、钛合金等轻质合金材料广泛应用于飞机、舰船等高端装备的管路系统中，用来传送水、油/气等工质并连接各种机械设备。
在应用过程中，异种金属在电解液中接触而引起电化学反应并发生明显的电偶腐蚀现象，直接影响设备的结构完整性和服役安全性，必须采取措施预防此类电偶腐蚀的发生。
介绍了电偶腐蚀发生的原理及影响因素，总结了近年来电偶腐蚀防护方法及绝缘防护涂层的研究现状，提出了电偶腐蚀防护值得关注的问题。
关键词： 电偶腐蚀；影响因素；防护方法；涂层防护；异种金属；电化学反应；阴极保护；阳极氧化中图分类号：U177.2 文献标志码： A 文章编号：1673-9981（2024）01-0095-11引文格式：张学敏，林贤坤，王旭东，等.异种金属电偶腐蚀防护方法研究进展［J ］.材料研究与应用，2024，18（1）：95-105.ZHANG Xuemin ，LIN Xiankun ，WANG Xudong ，et al.Research Progress of Protection Methods Against Dissimilar Metals Galvanic Corrosion ［J ］.Materials Research and Application ，2024，18（1）：95-105.0 引言铝合金、钛合金等轻质材料在船舶、油气、航空、建筑和医疗器械等领域中，为了满足使用条件且符合经济要求，广泛应用于各种管路系统中，用来传送水、油/气等工质并连接各种机械设备，在这之中不可避免的会存在异种金属之间的接触，造成电偶腐蚀［1］。
青岛海洋环境碳纤维复合材料与低合金钢电偶腐蚀研究
第21卷第2期装备环境工程2024年2月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING·97·青岛海洋环境碳纤维复合材料与低合金钢电偶腐蚀研究丁康康*，白雪寒，彭文山，李显超，范林，任海滔，侯健 （中国船舶集团有限公司第七二五研究所 海洋腐蚀与防护全国重点实验室，山东 青岛 266237）摘要：目的探究碳纤维复合材料在舰船应用时与金属材料的电偶腐蚀问题。
方法针对一种典型舰船用碳纤维增强乙烯基树脂复合材料，在青岛海洋大气环境下开展0.5、1、1.5、2 a期的自然曝晒试验，进而采用电化学分析手段考察其与低合金钢的电偶腐蚀效应，结合老化机制探究碳纤维复合材料的老化行为对其与钢电偶腐蚀的影响。
结果及结论在青岛大气环境曝晒不同周期的复合材料试样，开路电位与低合金钢相差较大，存在较高的电偶腐蚀倾向。
随曝晒时间的延长，复合材料表面微裂纹不断产生、扩展，导致电化学反应活性点增多，两者电偶电流密度随之增大。
在青岛海洋大气环境下暴露2 a后，碳纤维增强乙烯基树脂复合材料与低合金钢的电偶电流为0.356 9 μA/cm2，两者的电偶腐蚀敏感性达到B级。
关键词：舰船；海洋大气；碳纤维复合材料；低合金钢；腐蚀老化；电偶电流；腐蚀敏感性中图分类号：TG172.5 文献标志码：A 文章编号：1672-9242(2024)02-0097-07DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2024.02.013Galvanic Corrosion of Carbon Fiber Reinforced Composites andLow Alloy Steel in Marine Environment of QingdaoDING Kangkang*, BAI Xuehan, PENG Wenshan, LI Xianchao, F AN Lin, REN Haitao, HOU Jian(National Key Laboratory for Marine Corrosion and Protection, Luoyang Ship MaterialResearch Institute, Shandong Qingdao 266237, China)ABSTRACT: The work aims to investigate the galvanic corrosion problem faced by the combined application of carbon fiber reinforced composites with metal materials in the shipbuilding industry. A kind of typical carbon fiber reinforced vinyl resin composite was chosen as the research object and the natural exposure test was carried out in the marine at-mospheric environment of Qingdao for 0.5 a, 1 a, 1.5 a and 2 a. Then, the galvanic corrosion effect of the carbon fiber re-inforced composite and low alloy steel was studied by electrochemical analysis methods. Furthermore, the effect of aging behavior of the carbon fiber reinforced composite on their galvanic corrosion to steel was investigated based on aging mechanism analysis. The open circuit potentials of the composite samples exposed for different periods in the atmospheric environment of Qingdao were significantly different from that of low alloy steel, indicating a high tendency for galvanic corrosion. With the prolongation of exposure time, micro-cracks on the surface of the composite samples continued to收稿日期：2023-11-17；修订日期：2023-12-26Received：2023-11-17；Revised：2023-12-26引文格式：丁康康, 白雪寒, 彭文山, 等. 青岛海洋环境碳纤维复合材料与低合金钢电偶腐蚀研究[J]. 装备环境工程, 2024, 21(2): 97-103.DING Kangkang, BAI Xuehan, PENG Wenshan, et al. Galvanic Corrosion of Carbon Fiber Reinforced Composites and Low Alloy Steel in Ma-rine Environment of Qingdao[J]. Equipment Environmental Engineering, 2024, 21(2): 97-103.*通信作者（Corresponding author）·98·装备环境工程 2024年2月generate and expand, leading to an increase in the active points of electrochemical reactions. As a result, the galvanic current increased accordingly. After exposure for 2 a in the marine atmospheric environment of Qingdao, the galvanic current between the carbon fiber reinforced composites and low alloy steel is 0.356 9 μA/cm2, reaching Class B for the galvanic corrosion sensitivity.KEY WORDS: ship; marine atmosphere; carbon fiber reinforced composites; low alloy steel; corrosion aging; galvanic current; corrosion sensitivity复合材料由于具有质轻、无磁、力学性能优良、耐蚀性好及材料的可设计性强等一系列优良特性，对于降低船舶装备质量，增加有效载荷，提高船舶稳定性、航速及运载能力等具有重要意义，是未来追求更大有效载荷、更低全寿期费用船舶装备的极佳材料选择之一[1-2]。
导电用炭基复合材料的研究进展
导电用炭基复合材料的研究进展
韩苏易;罗瑞盈;李密丹;杨慧君
【期刊名称】《炭素技术》
【年(卷),期】2010(29)5
【摘要】导电用炭基复合材料是以炭纤维或金属纤维为增强体,炭为基体的高性能复合材料,具有比模量、比强度高,减震性好,较好的自润滑性能和耐电弧性能等,广泛应用于轨道交通受电元件材料等领域。
本文介绍了国内外应用于轨道交通的导电用材料及基于此应用的炭基复合材料的研究进展,并在此基础上对导电用炭基复合材料的发展方向和研究前景进行了展望。
【总页数】8页(P24-31)
【关键词】炭基复合材料;高电导;耐磨损
【作者】韩苏易;罗瑞盈;李密丹;杨慧君
【作者单位】北京航空航天大学物理科学与核能工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM303;TB332
【相关文献】
1.铝合金及铝基复合材料导电性能的研究进展 [J], 孙睿;庆毅;庄景巍;斯松华;邓海亮;孙茗
2.自感应导电聚合物基复合材料研究进展 [J], 赵岳;颜春;陈刚;陈明达;吴晓飞;祝颖丹
3.填充型导电高分子基气敏纳米复合材料研究进展 [J], 严磊; 郭怡; 杨丽菲; 吴青峰; 陈宇哲; 卞军; 蔺海兰; 王丽君; 鲁云
4.纸基柔性导电复合材料的研究进展 [J], 马鸿梁;韩文佳;景鑫;李霞;丁其军
5.水泥基复合材料导电性的影响因素研究进展 [J], 王新杰;宁涛;朱平华;王卫星
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复合材料雷击防护电热耦合模型
复合材料雷击防护电热耦合模型卢翔;赵淼;单泽众;罗名俊【摘要】为了研究复合材料雷击防护(lightning strike protection,LSP)系统在雷电流作用下的损伤规律,基于雷击过程中的能量守恒关系,建立复合材料层合板雷击防护的电-热耦合数学模型.在此基础上,在ABAQUS中建立铝涂层防护的碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层合板雷击烧蚀损伤有限元模型,并对雷击烧蚀损伤进行分析,和实验结果对比验证仿真的有效性,得出复合材料层合板在不同峰值雷电流、不同组合波形和不同铝涂层厚度雷电流作用下的烧蚀损伤规律.结果表明:铝涂层厚度相同时,峰值电流从50 kA增大到100 kA时,复合材料层合板损伤面积约增大1.5倍;10/350波形50 kA峰值雷电流作用下,基准件的损伤面积约为0.05 mm厚度铝涂层防护系统下复合材料损伤面积的4倍.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2019(039)004【总页数】10页(P49-58)【关键词】雷击;复合材料;电热耦合;损伤;烧蚀【作者】卢翔;赵淼;单泽众;罗名俊【作者单位】中国民航大学航空工程学院,天津 300300;中国民航大学航空工程学院,天津 300300;中国民航大学航空工程学院,天津 300300;中国民航大学航空工程学院,天津 300300【正文语种】中文【中图分类】V258+.3;TB330雷击会对飞机造成极大的威胁，据统计，飞机平均每飞行1000～3000 h会遭遇一次雷击，多雷雨地区几乎每年遭受一次雷击[1]。
近年来，由于复合材料具有良好的比刚度、比强度、疲劳性能及耐腐蚀等特点，已广泛应用于民机结构，其中，B787飞机复合材料用量达到50%以上，国产C919复合材料用量约20%，CR929大飞机复合材料用量计划达到50%[2-3]。
复合材料相比于传统的金属材料，基体导电性能差，在雷电流直接作用下，更容易产生损伤，严重情况下，对飞机的飞行安全造成威胁[4]。
碳纤维表面化学镀镍对Cf_Al复合材料界面及耐蚀性的影响
Ｍ．Ｈ．Ｖｉｄａｌ－ｓｃ’ｔｉｆ，Ｍ．Ｌａｎｃｉｎ，Ｃ．Ｍａｒｈｉｃ，ｅｔａｌ．Ｍａｔｅｒ．＆￡．Ｅｎｇｉｎ．Ａ．１９９９。２７２：３２ １－３３３． 于志强，武高辉。孙东立．铝基复合材料增强体涂层与界面．材料工程．２００１，１０：１３－１７． Ｗｉｅｌａｇｅ
Ｂ，Ｄｏｒｎｅｒ
Ａ．Ｃｏｍｐｏｓ．＆￡Ｔｅｃｈｎ０１．１９９９（５９）：１２３９－１２４５．
Ｗａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｃｈｕｎｙｕ，Ｊｉａｎｇ Ｌｏｎｇｔａｏ，Ｚｈａｎｇ
Ｑｉａｎｇ，Ｗｕ Ｇａｏｈｕｉ
１ ５０００ １）
ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ
Ｔｈｅ
ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒｓ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ ｎｉｃｋｅｌ ｉｓ
２ ２
ＳｎＣｌ２＋ＨｘＯ＿Ｓｎ（ＯＨ忙Ｉ＋旷十Ｃｌ
ＧｅＡｒ复合材料界面
使｝｝ｊ镀镍和来镀镍ｆ｜勺碳纤维分别制作ｃ，Ａ１复
ＳｎＣ｜２＋Ｈ徊叶ｓｎ（ＯＨｈ＋２Ｈ＋＋２Ｃ｜
反应生成的Ｓｎ（ＯＨＥＩ和ｓｎ（ｏＨ）－２结台形成微溶于水 的Ｓｎ２（ＯＨ）３ＣＩ吸附丁碳纤维表面。活化时，活化剂 被还原形成催化晶核，使以后的化学镀可以在这些袭 面上进行。活化处理是将敏化处理后的碳纤维浸入含 有催化活性的贵金属溶液中，进行再处理，使碳纤维 表面生成一层具有催化活性的贵金属层。活化原理： Ｐｄ２＋十Ｓｎ２＋一Ｓｎ舢＋Ｐｄ 具有催化活性的金属微粒Ｐｄ就是化学镀镍的结品 核心。以上每一个前处理环节进行完斤都要认真清
得能有效传递载荷，调：ｉ３．应力分布，阻ｆ｝：裂纹扩展
复合材料文献
复合材料文献作者：来源：《机械制造文摘·焊接分册》2023年第06期碳纤维增强复合材料与6061铝合金激光连接仿真/徐良，等. 焊接学报， 2023， 44（11）： 42-51.摘要：为研究碳纤维增强复合材料和铝合金搭接激光焊接过程的温度变化规律，文中以6061铝合金和碳纤维增强尼龙66复合材料（CF/PA66）为研究对象，建立了基于热传导的有限元模型，使用SYSWELD软件对两种材料搭接激光焊接过程进行数值模拟，并通过试验验证了模型的准确性；在此基础上研究了激光功率、焊接速度、搭接宽度、冷却条件、工装导熱条件对接头温度场的影响规律；研究发现，CF/PA66树脂熔化区域随着激光功率的增大而增加，随冷却速度的增大而减小，同种工艺参数下材料搭接尺寸对界面树脂最大熔化宽度无影响，水冷条件能够显著降低CF/PA66树脂熔化量，导热材料热导率越大，对PA66树脂熔化量的降低作用越显著。
关键词：激光焊接；6061铝合金；碳纤维增强尼龙66复合材料；数值模拟TiBw/TA15钛基复合材料真空钎焊界面组织及性能研究/叶嘉宝，等. 焊接学报， 2023，44（6）： 111-119.摘要：采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料对TiBw/TA15钛基复合材料进行真空钎焊，对不同工艺参数下钎焊接头组织及性能进行分析。
结果表明，钎焊界面主要由针状的α-Ti相、间隙β-Ti相及Ti2（Cu，Ni）金属间化合物及TiBw增强相组成。
随着钎焊温度（920～980 ℃）和保温时间（60～150 min）的增加，针状α-Ti相占比增加，金属间化合物减少，TiBw分布趋于均匀，接头力学性能增加。
但较长的保温时间导致界面宽度增加，使接头整体塑性下降。
钎料添加量较少且适宜的情况下，钎焊温度980 ℃，保温时间90 min下能获得最佳力学性能。
关键词：钛基复合材料；真空钎焊；钎焊接头；界面组织；工艺参数SiCp/2009Al复合材料搅拌摩擦焊T形接头组织与力学性能/张振，等. 焊接学报， 2022，43（6）： 75-81.摘要：在工具转速800～1 200 r/min、焊接速度100～150 mm/min的工艺参数下，对6 mm厚的硬态（自然时效态）体积分数为15%SiCp/2009Al复合材料轧制板材进行T形搅拌摩擦焊（Friction stir welding， FSW），均获得了致密无缺陷的接头。
汽车中钢铝连接的电偶腐蚀行为研究
Al Bal.
/ 0. 029 0. 05
Ti 0.011 0. 07 0. 032
/
Fe 0. 243 Bal. Bal. Bal.
Cu 3. 823
/ / /
Mg 0. 334
/ / /
Cr 0. 005
/ 0. 18
/
Zn 0. 049
/ / /
Mo
B
0. 004 0. 002 4
蚀问题为背景，对无锯锌铝和电镀锌镰合金涂层处理后 的ST12钢板与热轧钢材间的电偶腐蚀行为进行了实验研 究，结果表明相比于锌铝涂层、锌层，电镀锌镰涂层的 耐电偶腐蚀性能更佳，为汽车工业中紧固件表面处理的 优选工艺。
11 环境技术 / Environmental Technology
Et：—31/环境试验
表1实验用材料的化学组分
Material Cast-Al DX54D+Z D1300HF+AS QP1180
C / 0. 005 0. 24 0. 17
Si 7. 493 0. 008 0. 27
1.7
Mn 0. 235 0. 09 1.22
:环境试验/E囂带
汽车中钢铝连接的电偶腐蚀行为研究
赵雪茹I,付益平食杨冰食衡俐琼食向利1,陈心欣I,张晓东I,王俊1 (1.中国电器科学研究院股份有限公司工业产品环境适应性国家重点实验室，广州510663；
2.东风汽车集团有限公司技术中心，武汉430056)
摘要：本文针对汽车轻量化钢铝车身中潜在的电偶腐蚀问题，对原始及基体状态下的铸铝与DX54D+Z、D1300HF+AS 及QP1180间的偶对，分别开展单种材料动电位极化与偶对电偶电流跟踪研究。结果表明：(1)三种钢材中， D1300HF+AS的耐蚀性优于DX54D+Z及QP1180； (2) QP1180-铸铝偶对的耐蚀性最优、电偶腐蚀敏感性为B级，需在
表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响
表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响张晓云;赵胜华;汤智慧;宇波;刘明;刘明辉【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2006(000)012【摘要】通过测定TC21钛合金与铝合金和钢电偶电流的方法,研究了TC21钛合金与铝合金和钢在使用接触时发生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TC21钛合金与铝合金和钢形成的电偶对极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用;对钛合金和铝合金分别进行阳极氧化处理可以在一定程度降低电偶腐蚀敏感性.TC21钛合金与钢形成的电偶对,电偶腐蚀行为与钢的成分有很大关系,对钛合金进行阳极氧化处理,对钢进行镀镉或镀镉-钛处理可以提高表面抗腐蚀性能,降低电偶腐蚀敏感性.当TC21钛合金与铝合金和钢接触使用时,必须采取有效的防护措施.【总页数】7页(P40-45,60)【作者】张晓云;赵胜华;汤智慧;宇波;刘明;刘明辉【作者单位】北京航空材料研究院,北京,100095;北京航空材料研究院,北京,100095;北京航空材料研究院,北京,100095;北京航空材料研究院,北京,100095;北京航空材料研究院,北京,100095;北京航空材料研究院,北京,100095【正文语种】中文【中图分类】TG17【相关文献】1.偶对中阴极材料不同对铝合金电偶腐蚀行为的影响 [J], 战广深;安增杰2.拉应力与电偶因素对2E12铝合金腐蚀行为的影响 [J], 崔腾飞;刘道新;史平安;尹益辉;周宏亮;刘剑钊3.5083铝合金与2205不锈钢在天然海水中的电偶腐蚀行为 [J], 刘宇;石勇;李宁;张海宽4.高速列车支撑槽6005A-T6铝合金/304不锈钢连接件电偶腐蚀行为研究 [J], 赵岩;李新魁;洪晓静;王海冰;裴艳辉;单美乐5.阳极极化处理对2024铝合金电偶腐蚀行为的影响 [J], 尹作升;裴和中;张国亮;刘远勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳纤维增强复合材料雷击损伤电-热耦合仿真及因素影响
碳纤维增强复合材料雷击损伤电-热耦合仿真及因素影响卢翔;单泽众;赵淼【摘要】为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)在雷电流作用下的烧蚀损伤,对CFRP进行了雷电流电-热耦合效应仿真和不同参数影响分析.首先,对试件进行了电-热耦合有限元分析;并在温度叠加法的基础上进行改进,完善了温度引起复合材料的性能变化;利用ABAQUS软件进行了碳纤维增强复合材料雷击损伤电-热耦合仿真模拟,和实验结果对比验证了仿真的有效性.结果表明:相同波形雷击电流,峰值越高,损伤面积越大,损伤深度越大.之后,利用改进方法分别研究不同因素对雷击作用下CFRP烧蚀损伤的影响,结果表明复合材料的电导率、比热、密度是影响烧蚀损伤的重要因素.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2019(019)010【总页数】9页(P52-60)【关键词】复合材料;雷电流;电-热耦合;损伤;不同因素【作者】卢翔;单泽众;赵淼【作者单位】中国民航大学航空工程学院,天津300300;中国民航大学航空工程学院,天津300300;中国民航大学航空工程学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TB332雷击会对正常航空运输的飞机造成极大的威胁；据统计，飞机每飞行1 000～10 000 h就会遭遇一次雷击，民航飞机平均每年会遭受一次雷击[1，2]。
近年来，由于复合材料具有优异的机械性能和质量轻等特点，其已广泛的应用于民航运输行业，其中，波音787飞机复合材料用量达到50%以上[2，3]。
复合材料相比飞机常用的铝合金等材料，导电性能较低，在雷电流直接作用下，更容易产生损伤；严重情况下，会对飞机的飞行安全造成威胁[4]。
因此，研究雷电流对复合材料的损伤效应，对进一步推进复合材料在民航运输上的应用及提高飞行安全具有十分重要的意义。
雷电流对于复合材料的直接影响是一个相当复杂的过程；而且雷电流峰值高、持续时间短、作用积分大，难以用数值仿真的方法完全模拟；而且对实验条件和实验装置要求较高[5]。
飞机复合材料结构腐蚀分析与防护
飞机复合材料结构腐蚀分析与防护作者：张曾霞来源：《科学与财富》2018年第24期摘要：基于腐蚀环境和防护要求，对飞机复合材料结构腐蚀产生的原因进行了分析，并以此为基础，结合复合材料结构特点，阐述飞机复合材料结构机体材料相容性、结构防腐蚀表面处理要求的设计方案。
关键词：化学腐蚀，电化学腐蚀，装配组合引言复合材料能有效地减轻结构重量，其已普遍应用到飞机设计中。
复合材料在使用过程中，可能遇到各种使用环境介质，它们都可能引起复合材料的退化和变质。
另外，复合材料是高电位材料，当与低电位材料相接时可能会出现电偶腐蚀。
本文从分析复合材料的腐蚀机理出发，结合复合材料设计、使用要求，阐述飞机复合材料结构表面防护设计方案。
1 复合材料结构防腐、密封设计1.1 化学腐蚀防护根据化学腐蚀发生的情况，防护层次可依照结构制造流程按零件、组件、结构部件顺序实施表面处理及界面密封的防护设计，如表1。
通过零件表面防护、装配中表面防护和装配后表面防护及相应界面3个层次的防护设计，使表面防护措施的实施贯穿于制造的各个阶段，多层次的将使用材料与应用环境隔离，避免化学腐蚀情况发生。
1.2 电化学腐蚀防护根据材料间电位活性差别，将常用材料分类如表2：1.2.1 金属材料间装配/连接的防护要防止电偶腐蚀，相互接触的金属要尽可能在同一电位组（见表2）内选取。
如果不可避免的出现电偶，可通过下述方式平衡电偶：①电镀一层相似金属；②使用附加的涂层、密封胶、胶带和绝缘垫圈让金属绝缘，以破坏导电路径；③对永久性连接，用密封胶把穿过电解质的连接区域覆盖起来，让连接绝缘。
对非永久性连接用防腐的化合物。
1.2.2 金属与复合材料间装配/连接的防护金属和复合材料表面紧密接触的情况，根据选用的材料，表面处理要作特殊考虑。
⑴玻璃纤维玻璃纤维是不导电的，而且对任何其他材料都不会引起电化腐蚀，因而对电化腐蚀防护没有特殊的要求。
⑵碳纤维①用于与碳纤维直接接触的材料选择的优先顺序是钛，不锈钢和蒙乃尔合金。
碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究
定稿日期:2004202223基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G1999065004)作者简介:陆峰,男,1965年生,研究员,研究方向为复合材料、金属的电偶腐蚀与防护。
碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究陆 峰1,2 张晓云2 汤智慧2 刘 明2(1.北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100083;2.北京航空材料研究院北京100095)摘要: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/Q Y 8911三种碳纤维复合材料与L Y 12CZ 、7B04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.关键词:电偶腐蚀 碳纤维复合材料 铝合金中图分类号:TG 172.2 文献标识码:A 文章编号:100524537(2005)01200392051前言碳纤维是目前先进树脂基复合材料最常用的也是最重要的增强体,它们具有高强度、高刚度和低密度.碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plas 2tic ,CFRP )具有比强度和比模量高、性能可设计和易于整体成型等许多优异特性,目前在航空航天结构中获得了广泛的应用,并与铝合金、钛合金、合金钢一起成为航空航天的四大结构材料.80年代以后服役的发达国家的战斗机,其机翼、尾翼等部件基本上都采用了碳纤维复合材料,对促进结构的轻量化、小型化和高性能化起了至关重要的作用,其用量已达机体结构重量的20%～30%.先进复合材料在飞机上的用量及其性能水平已成为飞机先进性的重要考核标志之一[1,2].碳纤维是由不完全石墨结晶沿纤维轴向排列的一种多晶的无机非金属材料,由于碳纤维独特的结构和电化学性能,其电极电位较正,由其组成的碳纤维复合材料在一般腐蚀环境中呈惰性,与铝合金电连接后,在腐蚀介质中,由于电偶腐蚀的作用,导致电极电位较负的铝合金腐蚀速率明显加快[3～5].本文主要研究了T300/5222碳纤维复合材料与L Y12CZ 铝合金相互偶接后,在3.5%NaCl 腐蚀介质中,室温条件下全浸腐蚀一定时间后,观察其相互偶接部分的微观组织及形貌,以及由于电偶腐蚀的作用,对复合材料与铝合金表面腐蚀的微观形貌、腐蚀溶解速率的影响.同时,分别测量T300/5222复合材料与L Y12CZ 铝合金的重量变化.利用零电阻电化学测量技术,研究T300/5405和T300/Q Y8911二种碳纤维复合材料分别与L Y12CZ 、7B04和2D70三种铝合金相互偶接后,在3.5%Na 2Cl 腐蚀介质中,电偶电位及电偶腐蚀电流的变化.2实验方法T300/5222碳纤维复合材料,是以5222环氧树脂浸渍T300碳纤维制成的单向预浸料,可用热压罐法、模压法和膨胀模塑法成形,制成的复合材料耐热、耐湿热、力学性能良好,可以在120℃下工作.T300/5405和T300/Q Y8911碳纤维复合材料,是以5405和Q Y8911双马来酰亚胺树脂浸渍T300碳纤维制成单向预浸料,再用热压罐法或模压法等成形,制成的这两种复合材料具有优异的力学性能、耐环境性能,可以制造150℃下长期工作的承力构件[6].T300/5222、T300/5405碳纤维复合材料由北京航空材料研究院研制生产,T300/Q Y8911碳纤维复合材料由北京航空制造工程研究所研制生产.采用交叉铺层的方式,最终厚度控制在2mm 左右,偶接试样加工成20mm ×100mm ×2mm ,试样表面分别用400号、600号水砂纸打磨,去掉表面树脂层,露出碳纤维.研究所用的L Y12CZ 、7B04和2D70三种铝合金,均采用出厂状态,加工成20mm ×100mm ×2mm ,试样表面去包铝.室温全浸腐蚀试验的腐蚀介质为3.5%NaCl 水溶液,p H 值调节为6.4～7.2.分别将偶接与不偶接的T300/5222碳纤维复合材料、L Y12CZ 铝合金浸第25卷第1期2005年2月 中国腐蚀与防护学报Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection Vol 125No 11Feb 12005泡到腐蚀介质中,定期取出称重,测量各自的重量变化.具体计算方法如下[7]:v=m0-m1S×t(1)式中:v是腐蚀失重变化(g/m2・h),m0是试样腐蚀前的质量(g),m1是试样清除腐蚀产物后的质量(g),S是试样表面积(m2),t是腐蚀时间(h).用SEM技术观察T300/5222碳纤维复合材料、L Y12CZ铝合金腐蚀的外观形貌与组织,研究由于相互偶接后,二者之间的电偶腐蚀作用对复合材料与铝合金腐蚀行为的影响.将T300/5405和T300/Q Y8911碳纤维复合材料分别与L Y12CZ、7B04和2D70三种铝合金相互偶接,按HB5374-87“不同金属电偶电流测定方法”进行电偶腐蚀试验.试样尺寸为100mm×20mm ×(2～3)mm.试验在3.5%NaCl溶液中连续进行20h,电偶电流密度为20h的平均值,试验结果取3组平行试验的平均值.3结果与讨论3.1全浸腐蚀试验后重量变化及腐蚀形貌分析T300/5222碳纤维复合材料浸泡到腐蚀介质中进行全浸试验,试验结果见表1.可见,全浸240h失重微量,可认为重量基本无视变化;全浸778h和1464h后,增重明显,且随时间延长增重明显增加.增重的主要原因是腐蚀介质对复合材料有一定的浸蚀作用,腐蚀介质使复合材料树脂基体的大分子发生溶胀,并沿树脂/碳纤维界面渗入,影响碳纤维与树脂界面的结合强度[8].从表1中还可知,与L Y12CZ铝合金偶接的T300/5222碳纤维复合材料全浸240h、778h和1464h重量变化与不偶接的复合材料变化趋势一致,全浸时间为1464h,前者(6115)增重略低于后者(7127).用SEM扫描电镜观察全浸腐蚀240h两种样品表面腐蚀形貌,基本没有区别(图1),碳纤维复合材料表面形貌基本完好,无腐蚀现象发生.表面树脂破碎是由于砂纸打磨,露出碳纤维,使电偶腐蚀作用更为明显,试验数据再现性好.偶接T300/5222碳纤维复合材料的L Y12CZ 铝合金和不偶接复合材料的L Y12CZ铝合金,其腐蚀失重规律基本一致,即随着全浸腐蚀试验时间的延长,腐蚀失重不断增加,但失重速率缓慢下降;偶接的合金失重比不偶接的大很多,这是电偶腐蚀作用的结果.图2给出了L Y12CZ铝合金全浸腐蚀240h后的腐蚀形貌.可知,是典型的点蚀电偶腐蚀的作用促进了L Y12CZ铝合金点蚀的形成与发展,偶接部位的中央,点蚀极为严重.偶接部位的内边缘,是一个颜色较深的环状区,主要是电偶腐蚀与缝隙腐蚀共同作用的结果.3.2电化学测量T300/5405和T300/Q Y8911碳纤维复合材料分别与L Y12CZ、7B04和2D70三种铝合金相互偶接,电偶电流与时间的关系曲线见图3.可知,两种复合材料与三种铝合金之间的相互偶接组成的电偶对,电偶腐蚀电流初期较大,随着时间的延长逐渐减小,随后又有一定程度的增加,最后电偶腐蚀电流逐渐趋于稳定.与两种金属组成的电偶腐蚀对相比,碳纤维复合材料表面电极反应过程动力学较为复杂,氧经过扩散到达电极表面,并吸附到电极表面,最终参与电极反应,这其中涉及到碳纤维的表面状态和结构,氧的还原反应需要经过多个步骤才能完成.图3中的T300/5405和T300/Q Y8911碳纤维复合材料分别和L Y12CZ、7B04、2D70三种铝合金偶接,电偶腐蚀电流与时间的关系曲线趋势是完全一样的,T300/Q Y8911碳纤维复合材料的电偶腐蚀电流与T300/5405相比,稍小一些,二者没有明显的区别.表2给出了电偶腐蚀电流与电偶电位试验结果,可知,由于每种材料的组织与结构的差异,电偶电位的值有一些差别,但电偶腐蚀电流的值差别不大,电偶电流密度在3.58μA/cm2～4.82μA/cm2之间,根据H B5374的规定,其电偶腐蚀的敏感性为D级(310<i g-<1010μA/cm2).这一结果也说明,在3.5%NaC l腐蚀T ab le1Mass change of different immersion corrosion timesam ple T300/5222T300/5222L Y12CZ L Y12CZ condition no couple couple no couple coupleaverage mass loss/mgaverage mass loss rate/ mg・m2・h-1240h-0.08-0.30-22.75-34.45 778h+3.62+3.60-50.59-94.08 1464h+7.27+6.15-99.18-157.60 240h-1.48×10-4-5.56×10-4-2.33×10-2-3.53×10-2 778h+2.07×10-3+2.07×10-3-1.60×10-2-2.97×10-2 1464h+2.21×10-3+1.87×10-3-1.66×10-2-2.64×10-204中国腐蚀与防护学报第25卷Fig.1The m orphology of the T300/5222com posites after 240h immersion test(a )T300/5222com posites ;(b )coupled with L Y 12CZ aluminumalloyFig.2The m orphology of the L Y 12CZ aluminum alloy after 240h immersion test(a )L Y 12CZ aluminum alloy;(b )coupled with T300/5222com posites介质中,T300/5405和T300/QY 8911碳纤维复合材料与L Y 12CZ 、7B04和2D70三种铝合金的电偶腐蚀程度相差不大,但在实际应用中,碳纤维复合材料与铝合金表面应采取一定的防护措施,避免直接偶接使用.3.3复合材料的腐蚀及电偶腐蚀行为与机理分析碳纤维复合材料在腐蚀介质的作用下,性能会有一定程度的下降,主要是通过对树脂基体、碳纤维和它们之间的界面腐蚀破坏而表现出来.碳纤维复合材料本身的腐蚀机理比较复杂,同一时间内有多种影响因素作用于复合材料表面及界面.碳纤维复合材料的腐蚀可分为两种主要类型:化学腐蚀和物理腐蚀.化学腐蚀:腐蚀介质及环境的化学反应使树脂的化学键断裂.树脂基体是多官能团的,在同一时间内存在一个以上的化学腐蚀反应,产生降解或生成新的化合物,并且这种化学腐蚀反应是不可逆的.物理腐蚀:腐蚀介质及环境与复合材料的相互作用,使碳纤维复合材料的性能发生改变,但没有化学反应发生.如腐蚀介质扩散进入复合材料基体中,物理腐蚀通常是可逆的,当腐蚀介质从复合材料中扩散出来后,复合材料原有的性能可以恢复.NaCl 腐蚀介质通过表面、界面的吸附、扩散和吸收进入复合材料内部,使其发生增重,引起碳纤维复合材料性能的变化,腐蚀介质进入复合材料后,产生聚集,使树脂溶胀,导致界面承受横向的拉应力,使界面结合力降低,影响复合材料性能[2],这一过程主要是物理作用过程,也称为物理腐蚀.碳纤维复合材料与铝合金形成电偶腐蚀必须同时具备三个基本条件:一定的电位差、存在腐蚀介质和偶对相互之间电连接.碳纤维复合材料与铝合金形成的电偶腐蚀偶对中,碳纤维是电子导电相,腐蚀介质是离子导电相,电偶腐蚀反应过程中,在相界面上有电荷的转移,在电荷转移的同时,不可避免地要在两相界面上发生物质的变化(化学变化)[9].对于T300/5222、T300/5405和T300/Q Y8911碳纤维复合材料,在电极表面,碳纤维作为阴极,碳纤维环氧复合材料本身不参加反应,电极上主要是溶解氧的还原过程,是一个阴极过程,其反应式为:141期陆峰等:碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究 T able 2Electrochemical result of galvanic couples betweenaluminum alloy and compositessamplesgalvanic current/μA ・cm -2galvanicpotential/mV T300/5405coupled with L Y12CZ 4.82-443T300/Q Y8911coupled with L Y12CZ 4.63-450T300/5405coupled with 7B04 4.45-620T300/Q Y8911coupled with 7B04 3.58-485T300/5405coupled with 2D70 4.58-445T300/Q Y8911coupled with 2D704.22-715O 2+2H 2O +4e →4OH -(2)碳纤维表面的电极反应过程十分复杂,且这些氧还原反应都为O 2浓差控制,反应速率受溶解O 2扩散到碳纤维表面的过程控制,并经过吸附过程,最终参与电极反应.与复合材料偶接的铝合金表面产生失去电子,产生溶解反应,形成氧化物和氢氧化物,是一个阳极过程,其反应式可写为:Al →Al 3++3e (3)当碳纤维复合材料与不同的铝合金相互偶接浸在3.5%NaCl 腐蚀介质中,两种材料之间存在的电位差使电子在它们之间流动.与不偶接复合材料的铝合金比较,铝合金成为阳极,碳纤维复合材料成为阴极,铝合金的腐蚀速率大大加快,碳纤维复合材料的腐蚀往往很小或完全不腐蚀.4结论(1)微观形貌分析表明,全浸腐蚀条件下,碳纤维复合材料基本未受到腐蚀,而由于电偶腐蚀的作用,铝合金表面腐蚀更为严重.(2)偶接碳纤维复合材料后,电偶腐蚀的作用促进了铝合金表面点蚀的形成与发展.(3)碳纤维复合材料与铝合金偶接后,电偶腐蚀比较敏感,不允许直接接触使用.参考文献:[1]Aviation establishment of China.Handbook of Composite MaterialsStructure [M ].Beijing :Aviation Industry Press ,2001:1-7(中国航空研究院编著.复合材料结构设计手册[M ].北京:航空工业出版社,2001:1-7)[2]Wu R posite Materials [M ].Tianjin :Tianjin UniversityPress ,2000:86-102(吴人洁主编.复合材料[M ].天津:天津大学出版社,2000:86-102)[3]Lu F ,Zhong Q P ,Cao C X.G alvanic corrosion and protection ofGECM/L Y12CZ couples under different atmospheric exposure con 2ditions [J ].Acta Metallugica Sinica (English Letter ),2003,16(1):41-45[4]Bellucci F ,Capobianco G.Corrosion characteristics of composite/24中国腐蚀与防护学报第25卷metallic material couples [J ].Br.Corros.J.,1989,24(3):219-221[5]Tucker W C ,Brown R ,Russell L.Corrosion between a graphite/polymer composite and metals [J 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aterials ,Beijing 100095)Abstract :Immersion corrosion ,weight loss ,galvanic potential and current measurements were conducted in 3.5%NaCl solution.Three types of carbon fiber reinforced plastic (CFRP )materials ,T300/5222、T300/5405and T300/Q Y8911were used ,electrically coupled to the aluminum alloys L Y12CZ 、7B04and 2D70.In order to evaluate the effect of the galvanic corrosion between CFRP/aluminum alloy couple on the corrosion behavior of CFRP and aluminum alloy ,SEM technique was used to study the morphology of the surface corrosion.The re 2sults showed that galvanic corrosion promoted the formation and propagation of the pitting corrosion of the L Y12CZ aluminum alloy.Corrosion rate of the aluminum alloy was accelerated ,but the surface morphology of the CFRP coupled with aluminum alloy did not change greatly.G alvanic current indicated that there was a serious galvanic corrosion at electrically conducting CFRP and aluminum alloy couples.K ey w ords :galvanic corrosion ,carbon fiber reinforced plastic ,aluminum alloy341期陆峰等:碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究 。
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科研训练报告
得分：
碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究
学院航空学院
学号********** **********
姓名杨旭宁杨英双
指导教师
日期2016年5月
碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究
一、前言
1、由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀（galvanic corrosion），亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。
由于腐蚀电位的不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，该两种金属构成宏观腐蚀电池，产生电偶腐蚀电流，使电位较低的金属（阳极）腐蚀溶解速度增加，而电位较高的金属（阴极）溶解速度减小甚至不腐蚀以致阴极是受到阳极保护。
阴阳极面积比例增大，介质电导率减小，都会使阳极腐蚀加重。
电偶腐蚀是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式，广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械及日常生活中。
例如它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效，是一种普遍存在的腐蚀类型。
电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀，从而加速机件的失效、设备的破坏。
2、电偶腐蚀的主要防止措施有：①选择在工作环境下电极电位尽量接近（最好不超过50毫伏）的金属作为相接触的电偶对；②减小较正电极电位金属的面积，尽量使电极电位较负的金属表面积增大；③尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大；④充分利用防护层，或设法外加保护电位。
选择防护方法时应考虑面积律的影响，以及腐蚀产物的影响等。
a.设计与组装：尽量选择在电偶序中位置靠近的金属组合，尽量避免“大阴极—小阳极”的组合结构。
不同金属部件之间应采取绝缘，阴极部件金属应采用易于更换且较为价廉的材料。
使用介质不一定有现成的电偶序，需要预先实验。
b.涂层或镀层：在金属上使用金属镀层或者非金属镀层，不要仅把阳极性材料覆盖起来，应同时将阴极材料覆盖起来。
如果只涂覆与阳极上，由于涂层多孔性或局部剥落则会导致小阳极—大阴极组合。
同时采用金属镀层时应在两种金属表面镀同一种金属镀层。
3、阴极保护：①可采用外加电源对整个设备施行阴极保护；②可以安装一块电位比两种金属更负的第三金属使他们都变为阴极。
二、实验原理及方法
从收集到的相关资料分析知道，电偶腐蚀的研究方法较多，但主要分成腐蚀浸泡失重法和腐蚀电化学测试法两大类。
前者以两种材料组成的电偶对在研究的环境中一段时间内由电偶腐蚀引起的材料重量损失为依据来评定两种材料组成电偶对发生电偶腐蚀的严重程度；而后者，即腐蚀电化学研究方法则是腐蚀电化学原理出发，通过专用的仪器设备测量、比较偶对材料在研究介质中的开路电位（介质中形成稳定的自然腐蚀电位）的高低、电偶电动势的大小、研究时间内电偶对腐蚀电流的大小及其随时间的变化情况等参数特性来研究电偶腐蚀的情况。
通过两种方法的比较可以看出，腐蚀电化学方法具有快捷、方便的特点。
绘出的实验测试装置图如下:
1-电偶腐蚀计2-试样架3、6-试样4-参比电极5-鲁金毛细管
7、8-试样接线柱9-参比电极接线柱10-电解池
图1. 电偶腐蚀电化学测试装置示意图
本试验主要研究了T600/5222碳纤维复合材料与铝合金（6606）在人造海水中的电偶腐蚀行为。
相互偶接后，在3.5％NaCl腐蚀介质（pH值调节为6.4～7.2）中，观察其相互偶接部分的形貌变化，同时利用ZRA-1电偶腐蚀计测量电势差和电偶电流，试样尺寸为：1.85cm*2.95cm的T300/5222碳纤维复合材料，2.85*1.85cm铝合金；实验连续进行8h。
实验时实物连接具体装置如图2所示。
图2. 电偶腐蚀电化学测试装置实物图
三、实验步骤
1.打开ZRA-1电偶腐蚀计，将其预热15min。
2.准备T600/5222碳纤维复合材料与铝合金（6606）试样，并测量尺寸。
3.在烧杯中倒入足量人造海水（3.5％NaCl溶液），没入试样材料的实验面积。
并组成电路如图2所示。
4.从ZRA-1电偶腐蚀计上读出Ek1，Ek2。
5.每隔若干分钟记录电偶电流Ig随实验时间的对应数据。
四、实验结果分析与讨论
T600/5222碳纤维复合材料与铝合金相互偶接后组成电偶腐蚀对，用ZRA-1电偶腐蚀计测量该电偶对在3.5％NaCl腐蚀溶液中的腐蚀电化学性能。
试验进行八小时后，可观察到铝合金表面有气泡产生，同时可观察到白色絮状物，碳纤维基本无变化。
用Origin软件录入数据后，得到的电偶电流与时间的曲线图如下，
图3.电偶电流随时间变化曲线
得到的电偶电流密度与时间的曲线图如下
图4.电偶电流密度随时间变化曲线
由图可以看出，电偶电流密度在实验开始前段时间变化比较剧烈，而且快速减小，59uA/cm2急剧降低到28uA/cm2，这是由于实验开始时，T600/5222碳纤维复合材料与铝合金之间电势差较大，所以产生的电流较大。
实验进行一段时间后，电势差减小，反应逐渐趋于稳定，离子浓度也逐渐稳定，所以电流较为平稳，在28uA/cm2~38uA/cm2之间波动。
五、实验结论
1.由测量到的Ek1=
2.11mv，Ek2=-
3.25mv，得到阴极为铝合金，阳极为
T600/5222碳纤维复合材料，它们的电势差为5.36mv。
2.对电偶电流密度随时间变化曲线进行积分，并除以时间可以得出平均电偶电流密度，得到平均电偶电流密度ig=31.56 uA/cm2。
标准《GB/T15748-1995船用金属材料电偶腐蚀试验方法》中，按平均电偶电流密度Ig的大小将电偶腐蚀敏感性分为五级:
A级 ig≤0.3 uA/cm2
B级 0.3<ig≤1.0 uA/cm2
C级 1.0<ig≤3.0 uA/cm2
D级 3.0<ig≤10.0 uA/cm2
E级 ig>10.0 uA/cm2
对照上述标准，可知T600/5222碳纤维复合材料与铝合金（6606）的腐蚀敏感性等级为E级，即两种材料间的电偶腐蚀较为严重，应采取相应的保护措施。
参考文献：
1. 刘道新编著《材料腐蚀与防护》[M],西北工业大学出版社，2006.9
2. 孙跃，胡津编著，金属腐蚀与控制[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2003:7-10
3. 吴荫顺，方智等编著《腐蚀试验方法与防腐蚀检测技术》【M】化学工业出版社，1996.3
4. 陆峰，张晓云等，碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究
中国腐蚀蚀与防护学报【J】 Vol.25,N0.12005。