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

摘要

目的为掌握航空用CFRP在老化过程中的电化学特性,准确获得CFRP/金属偶对中金属的当量折算系数,方法以海洋环境为背景,以飞机常用的CF8611/AC531复合材料和7B04铝合金为研究对象,开展了CFRP的加速老化试验及其在不同电解液中的极化试验,并使用光学显微镜、SEM、FTIR等设备,观测其在老化过程中的性能变化。同时,在充分考虑电偶效应腐蚀加速作用的前提下,改进当量折算系数计算方法,基于电偶腐蚀模型获得CFRP/7B04偶对的电偶电流,并计算了相应的折算系数。结果随着老化的进行,该型CFRP表面环氧树脂逐渐分解,使得碳纤维裸露,阴极性质得到增强。在含Cu^(2+)的电解液中极化时,碳纤维裸露区域会形成Cu单质聚集,老化420h后,裸露面积占比维持在0.9左右,不再增长,即阴极性质达到相对稳定状态,据此获得了CFRP的自腐蚀电流密度与碳纤维裸露面积的关系曲线,并划分了表面活性阴极区和惰性阴极区,明确了其老化机制和阴极反应机制。得到了CFRP/7B04偶对的相关腐蚀参数和改进后的当量折算系数。结论该型复合材料的阴极性质良好,活性阴极区是其阴极性质的重要来源,在使用时应避免与金属直接接触。在设计结构件的加速腐蚀环境谱时,务必考虑电偶效应,以提高环境谱的精度和适用性。