29 卷 3 期 第 第 2008 年 月 5
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320746206
航空铝合金涂层体系加速老化试验前后 电化学阻抗变化
孙志华1 , 章妮2 , 蔡健平1 , 刘明1 , 陆峰1
( 11 北京航空材料研究院 金属腐蚀与防护研究室 , 北京 100095) (21 北京航空航天大学 材料科学与工程学院 , 北京 100083) Ast ro nautics , Beijing 100083 , China)
Electrochemical Impedance Varieties of Zinc Yello w Polypropylene Coated Aluminum Alloy Used in Aircraf t During the Accelerated Degradation Test
Sun Zhihua1 , Zhang Ni2 , Cai J ianping1 , Liu Ming1 , L u Feng1
飞机及其他武器装备广泛采用金属/ 涂层体系 来达到防腐蚀、 高使用 寿命 和日 历寿 命的 目 提 [123 ] 的 。随着飞机日历年限的增加 ,由于湿热、 热冲
收稿日期 :2007208227 ; 修订日期 :2007212210 基金项目 : 武器装备预研基金 (51412060305 H K5104) ; 国防科技工业 技术基础项目 ( H052006A006) ;航空科学基金 (05I21002) 通讯作者 : 孙志华 E2mail : zhihuasun2002 @yahoo . com. cn
( 11 Lab of Metal Co rro sion and Protection , Beijing Instit ute of Aeronautics Materials , Beiijing 100095 , China)
摘 : 采用电化学阻抗谱 ( EIS) 技术 ,选用目前飞机上使用的 7B04 铝合金/ 锌黄丙烯酸聚氨酯有机涂层体 要 化试验前 ,7B04 铝合金锌黄丙烯酸聚氨酯涂层中的缺陷较少 ,涂层可以很好地将腐蚀性介质阻挡在外 ,保护 防腐蚀颜料锌铬黄离子遇水发生水解反应的产物能将基体钝化 ,保护基体免受腐蚀 ,经过 335 h 即 1 个周期 常数 。划痕处金属的腐蚀反应与划痕周围涂层内锌铬黄离子的水解反应同时进行 ,加速老化试验进行 1 008
h 即 3 周期后 ,电化学阻抗谱上出现感抗现象 ,在低频时相角出现负值 ,这是由于锌铬黄离子的水解产物能将
系 ,对其在加速老化试验过程中的电化学阻抗变化进行了原位测试 ,分析了其失效的特征 。研究表明 ,加速老 金属基体免受腐蚀破坏 ,此时涂层相当于 1 个纯电容 。加速老化试验后 ,水很快就能进入涂层内部 ,但涂层内
电解液已渗透到达涂层/ 基底的界面 ,并在界面区形成腐蚀反应微电池后 ,测得电化学阻抗谱表现为 2 个时间
金属基体钝化 ,而钝化膜此时处于点蚀诱导期 。感抗现象在加速老化试验进行了 1 344 h 即 4 周期后消失 ,说 明此时钝化膜已经穿孔 ,点蚀进入发展期 ,并有腐蚀产物生成 。 中图分类号 : V252 ; T G174. 41 文献标识码 : A 关键词 : 铝合金 ; 有机涂层 ; 加速老化试验 ; 电化学阻抗谱 ; 失效特征
Abstract : The elect rochemical impedance varieties of zinc yellow polyp rop ylene coated aluminum alloy 7B04
used in aircraft during accelerated degradatio n test are st udied using elect rochemical impedance spect ro scop y ( EIS) , and t he characteristics of it s corro sive failure are also investigated. It has been fo und t hat t he zinc
ter can quickly permeate into t he coating after expo sure to t he test . However the anticorro sive pigment zinc
co rroding. After 336 h of expo sure to t he test , water reaches t he aluminum alloy/ paint interface , and fo rms co rro sive micro2cell , and t he impedance spect ro scop y shows two time constant s. For t he scratched samples , can passivate t he co rro sive active sites , and t he passivatio n layer is just in t he pitting corro sion inducing stage. The inductance disappears after 1 344 h of expo sure and t he passivation layer has pitting co rro sio n. Key words : aluminum ; organic coating ; accelerated degradatio n test ; EIS ; failure characteristic
ance spect ro scopy indicates inductance after 1 008 h of expo sure , t hat is because t he hydrolyzatio n p roductio n
t he reaction of metal corro sion and t he hydrolyzatio n of zinc yellow ion can occur simultaneo usly. The imped2
yellow polyp ropylene coating has little flaws and act s as a p ure capacitance before t he degradation test . But wa2 yellow ion can hydrolyze and t he p roduction can make aluminum alloy passivate , t hen p revent t he base f rom
(21 School of Materials Science and Engineering , Beijing University of Aero nautics and
Vol1 29 No1 3 May 2008
击、 紫外线、 盐雾、 污染物 (如 SO2 等) 、 低温疲劳载荷 及外来物 (如砂尘) 撞击等因素的作用 ,涂层本身的 物理和化学性质将不断变坏、 老化失效 ,对金属基体 的防腐蚀功能不断下降 ,涂层会发生变色、 粉化、 龟 裂、 ,进而导致涂层脱落 ,这不仅会影响涂层的 起泡 外观 ,而且还将导致涂层的防护功能失效、 基体结构
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航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320746206
航空铝合金涂层体系加速老化试验前后 电化学阻抗变化
孙志华1 , 章妮2 , 蔡健平1 , 刘明1 , 陆峰1
( 11 北京航空材料研究院 金属腐蚀与防护研究室 , 北京 100095) (21 北京航空航天大学 材料科学与工程学院 , 北京 100083) Ast ro nautics , Beijing 100083 , China)
Electrochemical Impedance Varieties of Zinc Yello w Polypropylene Coated Aluminum Alloy Used in Aircraf t During the Accelerated Degradation Test
Sun Zhihua1 , Zhang Ni2 , Cai J ianping1 , Liu Ming1 , L u Feng1
飞机及其他武器装备广泛采用金属/ 涂层体系 来达到防腐蚀、 高使用 寿命 和日 历寿 命的 目 提 [123 ] 的 。随着飞机日历年限的增加 ,由于湿热、 热冲
收稿日期 :2007208227 ; 修订日期 :2007212210 基金项目 : 武器装备预研基金 (51412060305 H K5104) ; 国防科技工业 技术基础项目 ( H052006A006) ;航空科学基金 (05I21002) 通讯作者 : 孙志华 E2mail : zhihuasun2002 @yahoo . com. cn
( 11 Lab of Metal Co rro sion and Protection , Beijing Instit ute of Aeronautics Materials , Beiijing 100095 , China)
摘 : 采用电化学阻抗谱 ( EIS) 技术 ,选用目前飞机上使用的 7B04 铝合金/ 锌黄丙烯酸聚氨酯有机涂层体 要 化试验前 ,7B04 铝合金锌黄丙烯酸聚氨酯涂层中的缺陷较少 ,涂层可以很好地将腐蚀性介质阻挡在外 ,保护 防腐蚀颜料锌铬黄离子遇水发生水解反应的产物能将基体钝化 ,保护基体免受腐蚀 ,经过 335 h 即 1 个周期 常数 。划痕处金属的腐蚀反应与划痕周围涂层内锌铬黄离子的水解反应同时进行 ,加速老化试验进行 1 008
h 即 3 周期后 ,电化学阻抗谱上出现感抗现象 ,在低频时相角出现负值 ,这是由于锌铬黄离子的水解产物能将
系 ,对其在加速老化试验过程中的电化学阻抗变化进行了原位测试 ,分析了其失效的特征 。研究表明 ,加速老 金属基体免受腐蚀破坏 ,此时涂层相当于 1 个纯电容 。加速老化试验后 ,水很快就能进入涂层内部 ,但涂层内
电解液已渗透到达涂层/ 基底的界面 ,并在界面区形成腐蚀反应微电池后 ,测得电化学阻抗谱表现为 2 个时间
金属基体钝化 ,而钝化膜此时处于点蚀诱导期 。感抗现象在加速老化试验进行了 1 344 h 即 4 周期后消失 ,说 明此时钝化膜已经穿孔 ,点蚀进入发展期 ,并有腐蚀产物生成 。 中图分类号 : V252 ; T G174. 41 文献标识码 : A 关键词 : 铝合金 ; 有机涂层 ; 加速老化试验 ; 电化学阻抗谱 ; 失效特征
Abstract : The elect rochemical impedance varieties of zinc yellow polyp rop ylene coated aluminum alloy 7B04
used in aircraft during accelerated degradatio n test are st udied using elect rochemical impedance spect ro scop y ( EIS) , and t he characteristics of it s corro sive failure are also investigated. It has been fo und t hat t he zinc
ter can quickly permeate into t he coating after expo sure to t he test . However the anticorro sive pigment zinc
co rroding. After 336 h of expo sure to t he test , water reaches t he aluminum alloy/ paint interface , and fo rms co rro sive micro2cell , and t he impedance spect ro scop y shows two time constant s. For t he scratched samples , can passivate t he co rro sive active sites , and t he passivatio n layer is just in t he pitting corro sion inducing stage. The inductance disappears after 1 344 h of expo sure and t he passivation layer has pitting co rro sio n. Key words : aluminum ; organic coating ; accelerated degradatio n test ; EIS ; failure characteristic
ance spect ro scopy indicates inductance after 1 008 h of expo sure , t hat is because t he hydrolyzatio n p roductio n
t he reaction of metal corro sion and t he hydrolyzatio n of zinc yellow ion can occur simultaneo usly. The imped2
yellow polyp ropylene coating has little flaws and act s as a p ure capacitance before t he degradation test . But wa2 yellow ion can hydrolyze and t he p roduction can make aluminum alloy passivate , t hen p revent t he base f rom
(21 School of Materials Science and Engineering , Beijing University of Aero nautics and
Vol1 29 No1 3 May 2008
击、 紫外线、 盐雾、 污染物 (如 SO2 等) 、 低温疲劳载荷 及外来物 (如砂尘) 撞击等因素的作用 ,涂层本身的 物理和化学性质将不断变坏、 老化失效 ,对金属基体 的防腐蚀功能不断下降 ,涂层会发生变色、 粉化、 龟 裂、 ,进而导致涂层脱落 ,这不仅会影响涂层的 起泡 外观 ,而且还将导致涂层的防护功能失效、 基体结构
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