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[J]. AnnuRevEnergyEnviron,2001,26:3212343.作者簡介 :朱自強 (1936 -) 男 ,教授 ,博士生導師。主要研究方向 :計算流體力學、飛行器氣動設計。
王曉璐 (1982 -) 男 ,博士研究生。主要研究方向 :計算流體力學、飛行器氣動設計。
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文章編號 :100026893 (2008) 0320746206
航空鋁合金涂層體系加速老化試驗前后
電化學阻抗變化
孫志華 1,章妮 2,蔡健平 1,劉明 1,陸峰 1 (11北京航空材料研究院金屬腐蝕與防護研究室 ,北京 100095) (21北京航空航天大學材料科學與工程學院
,北京 100083
)
Electrochemical Impedance Varieties of Zinc Yellow Polypropylene Coated Aluminum
Alloy Used in Aircraft During the Accelerated Degradation Test
Sun Zhihua1 , Zhang Ni2 , Lu Feng1
(11Lab of Metal Corrosion and Protection , Beijing Institute of Aeronautics Materials , Beiijing
100095 , China)
(21 School of Materials Science and Engineering , Beijing University of Aeronautics and
Astronautics , Beijing 100083 , China)
摘 要 :采用電化學阻抗譜 ( EIS)技術 ,選用目前飛機上使用的 7B04鋁合金 /鋅黃丙烯酸聚氨酯有機涂層體
系 ,對其在加速老化試驗過程中的電化學阻抗變化進行了原位測試 ,分析了其失效的特征。研究表明 ,加速老
化試驗前 ,7B04鋁合金鋅黃丙烯酸聚氨酯涂層中的缺陷較少 ,涂層可以很好地將腐蝕性介質阻擋在外 ,保護
金屬基體免受腐蝕破壞 ,此時涂層相當于 1個純電容。加速老化試驗后 ,水很快就能進入涂層內部 ,但涂層內
防腐蝕顏料鋅鉻黃離子遇水發生水解反應的產物能將基體鈍化 ,保護基體免受腐蝕 ,經過 335 h即 1個周期
電解液已滲透到達涂層 /基底的界面 ,并在界面區形成腐蝕反應微電池后 ,測得電化學阻抗譜表現為 2個時間
常數。劃痕處金屬的腐蝕反應與劃痕周圍涂層內鋅鉻黃離子的水解反應同時進行 ,加速老化試驗進行 1 008
h即 3周期后 ,電化學阻抗譜上出現感抗現象 ,在低頻時相角出現負值 ,這是由于鋅鉻黃離子的水解產物能將
金屬基體鈍化 ,而鈍化膜此時處于點蝕誘導期。感抗現象在加速老化試驗進行了 1 344 h即 4周期后消失 ,說
明此時鈍化膜已經穿孔 ,點蝕進入發展期 ,并有腐蝕產物生成。
關鍵詞 :鋁合金 ;有機涂層 ;加速老化試驗 ;電化學阻抗譜 ;失效特征
中圖分類號 : V252;TG174.41 文獻標識碼 :A
Abstract : The electrochemical impedance varieties of zinc yellow polypropylene coated aluminum alloy 7B04
used in aircraft during accelerated degradation test are studied using electrochemical impedance spectroscopy
(EIS) , and the characteristics of its corrosive failure are also investigated. It has been found that the zinc
yellowpolypropylenecoatinghaslittleflawsandactsasapurecapacitancebeforethedegradationtest. Butwa2
ter can quickly permeate into the coating after exposure to the test. However the anticorrosive pigment zinc
yellow ion can hydrolyze and the production can make aluminum alloy passivate , then prevent the base from
corroding. After 336 h of exposure to the test , water reaches the aluminum alloy/ paint interface , and forms
corrosive micro2cell , and the impedance spectroscopy shows two time constants. For the scratched samples ,
the reaction of metal corrosion and the hydrolyzation of zinc yellow ion can occur simultaneously. The imped2
ance spectroscopy indicates inductance after 1 008 h of exposure , that is because the hydrolyzation production
can passivate the corrosive active sites , and the passivation layer is just in the pitting corrosion inducing stage.
The inductance disappears after 1 344 h of exposure and the passivation layer has pitting corrosion.
Key words : aluminum; organic coating; accelerated degradation test ; EIS; failure characteristic
飛機及其他武器裝備廣泛采用金屬 /涂層體系擊、紫外線、鹽霧、污染物 (如 SO2等)、低溫疲勞載荷來達到防腐蝕、提高使用壽命和日歷壽命的目及外來物 (如砂塵 )撞擊等因素的作用 ,涂層本身的的[123]。隨著飛機日歷年限的增加 ,由于濕熱、熱沖物理和化學性質將不斷變壞、老化失效 ,對金屬基體
收稿日期 :2007208227 ;修訂日期 :2007212210的防腐蝕功能不斷下降 ,涂層會發生變色、粉化、龜基金項目 :武器裝備預研基金 (51412060305HK5104) ;國防科技工業裂、起泡 ,進而導致涂層脫落 ,這不僅會影響涂層的
技術基礎項目 ( H052006A006) ;航空科學基金 (05I21002)通訊作者 :孫志華 E2mail : zhihuasun2002 @yahoo. com. cn外觀 ,而且還將導致涂層的防護功能失效、基體結構
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