CF8611/AC531 复合材料老化时的电化学行为及与其偶接时7B04 铝合金的当量折算系数
2021-08-03王安东魏梓林胡建军张勇卞贵学陈跃良
王安东,魏梓林,胡建军,张勇,卞贵学,陈跃良
(1.海军航空大学青岛校区,山东 青岛 266041;2.中国人民解放军92543 部队,山西 长治 046011)
碳纤维增强树脂基复合材料(简称CFRP)是航空领域重要的结构材料、功能材料和节能材料之一,其在现代飞机上应用十分广泛。CFRP 的阴极性质良好,它与金属在机体结构中共存共用引发的电偶腐蚀会加速金属溶解,严重影响结构的可靠性及寿命,这已经成为业界关注的重点[1-3]。电偶腐蚀的本质是电化学腐蚀,但目前关于CFRP 电化学性质的研究仍然较少,且仍有观点认为,由于其表面覆盖有绝缘的环氧树脂,无法构成电通路,因此CFRP 的电化学性质无从谈起。但是CFRP 由环氧树脂和碳纤维共同构成,虽然环氧树脂绝缘,但碳纤维的导电性极好,具备形成电通路的基础条件[4-5]。例如,Hihara 等人[6]在研究CFRP/铝合金偶对的电偶腐蚀时,便假设了碳纤维可为阴极反应提供发生场地,但未能加以证明。后来,LIU Z 等[7]通过CFRP 在含Cu2+溶液中的极化试验获得了其阴极性质与裸露碳纤维之间的定性关系,即阴极电流密度由碳纤维裸露面积决定。由于该老化试验是在全浸环境下开展的,故无法代表航空用CFRP 的实际老化过程。
为了充分理解航空用CFRP 在其与金属电偶腐蚀过程中的作用机理,掌握CFRP 老化过程中电化学行为的变化规律十分必要,建立碳纤维裸露面积与其电化学性质之间的定性关系更是其中的重要一环。另外,为了方便、准确地评估CFRP/金属偶接结构的日历寿命,同时缩短试验周期、节约试验经费,必须准确获得CFRP/金属偶对中金属的当量折算系数,从而为实验室加速腐蚀试验奠定理论和数据基础。……
