一種多種固體顆粒吸附下的鋁合金表面腐蝕試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及針對鋁合金的固體顆粒與大氣污染成分協(xié)同作用測試方法，特別適用于鋁合金在復(fù)雜服役條件如多種污染物存在，有較大溫濕度變化的情況下的初期腐蝕性能評價(jià)，即一種多種固體顆粒吸附下的鋁合金表面腐蝕試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]固體顆粒與大氣污染成分協(xié)同作用試驗(yàn)技術(shù)的目的是針對鋁合金初期腐蝕的特點(diǎn)，在一定程度上開展鋁合金腐蝕情況的評價(jià)和預(yù)測，這是一項(xiàng)長期以來被人們關(guān)注的技術(shù)。早期由于技術(shù)條件所限，人們只是針對單一因素或單種固體顆粒的試驗(yàn)來評價(jià)鋁合金的腐蝕性能，并形成了一些標(biāo)準(zhǔn)。例如GB/T 2423.50-2012環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cy:恒定濕熱，主要用于濕熱的加速試驗(yàn)，GB/T 9789-2008二氧化硫試驗(yàn)，主要用于大氣污染組分二氧化硫的加速試驗(yàn)。但是隨后的研究發(fā)現(xiàn):由于單因素的環(huán)境試驗(yàn)忽略了造成鋁合金失效的許多重要因素，同時(shí)單種顆粒因素的試驗(yàn)忽略了不同類型顆粒對鋁合金初期腐蝕的影響，所以以前的試驗(yàn)對鋁合金前期的腐蝕評價(jià)并不十分可靠，不能滿足對鋁合金腐蝕預(yù)測的要求。因此很多研究者開始發(fā)展各種綜合加速試驗(yàn)及分析方法，以求盡可能包括造成腐蝕的重要因素。例如直接進(jìn)行戶外試驗(yàn)的GB/T 24517-2009金屬和合金的腐蝕戶外周期噴淋暴露試驗(yàn)，該綜合環(huán)境試驗(yàn)方法考慮了戶外環(huán)境和NaCl污染物的作用，較好地模擬了鋁合金的實(shí)際破壞過程。但是該標(biāo)準(zhǔn)并未考慮到實(shí)際過程中由于不同種類的固體顆粒對鋁合金造成的腐蝕，特別是在一些污染物種類分布中氯化鈉等鹽類含量較少的地區(qū)，其腐蝕發(fā)生的影響因素及測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種多種固體顆粒吸附下的鋁合金表面腐蝕試驗(yàn)方法。本發(fā)明的試驗(yàn)選取不同類型的三種固體顆粒，在二氧化硫環(huán)境中進(jìn)行濕熱試驗(yàn)。所述的三種固體顆粒為可溶性吸附性顆粒(例如氯化鈉)、不可溶有吸附性顆粒(例如活性碳)以及不可溶無吸附性顆粒(例如二氧化硅)。將三種固體顆粒分別在鋁合金試樣表面均勻分布;所述的二氧化硫環(huán)境中的二氧化硫濃度為lOppb?lOOOppm;所述的溫濕度范圍為70%以上;所述試驗(yàn)按照不同二氧化硫濃度和不同溫濕度條件下進(jìn)行。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為提供了一種多種固體顆粒吸附下的鋁合金表面腐蝕試驗(yàn)方法，具體包括如下步驟:
[0005]步驟1)獲得三種固體顆粒的鋁合金試樣
[0006]①分別準(zhǔn)備可溶有吸附性顆粒、不可溶有吸附性顆粒和不可溶無吸附性顆粒的鋁合金試件，并且稱量鋁合金試件的質(zhì)量；
[0007]②將一定重量的可溶有吸附性顆粒配置成標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)在鋁合金試件表面附著的顆粒質(zhì)量計(jì)算噴液量，定量的用霧化器對準(zhǔn)鋁合金試件進(jìn)行噴霧，當(dāng)達(dá)到計(jì)算的噴液量后停止噴霧，隨后將鋁合金試件放入110°C的烘箱進(jìn)行烘干，得到可溶有吸附性顆粒的鋁合金試樣，取出試樣后稱重，計(jì)算實(shí)際沉積可溶有吸附性顆粒的質(zhì)量；
[0008]③分別選擇尺寸均勻的不可溶有吸附性顆粒和不可溶無吸附性顆粒，尺寸為0.1?ΙΟΟμπι，將不可溶有吸附性顆粒和不可溶無吸附性顆粒分別放在篩子上，并采用搖晃法或擠壓法分別均勻的沉積在對應(yīng)的鋁合金試件表面，對鋁合金試件進(jìn)行稱重，當(dāng)鋁合金試件表面沉積的固體顆粒質(zhì)量與步驟②中實(shí)際沉積的可溶有吸附性顆粒的質(zhì)量相同時(shí)，停止沉積，得到不可溶有吸附性顆粒的鋁合金試樣和不可溶無吸附性顆粒的鋁合金試樣。
[0009]步驟2)二氧化硫試驗(yàn)
[0010]將所述的三種固體顆粒的鋁合金試樣均置于試驗(yàn)環(huán)境中，試驗(yàn)環(huán)境的溫度范圍為20°C?50°C，濕度范圍為70 %以上，二氧化硫濃度范圍為lOppb?lOOOppm，總試驗(yàn)時(shí)間滿足6 X 2n小時(shí)，η為自然數(shù)，或總試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到1000小時(shí)。
[0011]特別的，所述的可溶性吸附性顆粒為可溶鹽類(例如氯化鈉)，所述的不可溶有吸附性顆粒為不溶于水且吸附性好的物質(zhì)(例如活性碳)，所述的不可溶無吸附性顆粒是不溶于水且吸附性差的物質(zhì)(例如二氧化硅)。
[0012]特別是，每種固體顆粒的鋁合金試樣為多個(gè)；
[0013]特別是，當(dāng)η取0、1、2、3、4和5時(shí)均從試驗(yàn)環(huán)境中取出三種固體顆粒的鋁合金試樣各一個(gè)。
[0014]特別是，當(dāng)某個(gè)鋁合金試樣出現(xiàn)腐蝕或剝落腐蝕時(shí)，停止該種鋁合金試樣的試驗(yàn)。
[00?5 ]特別是，所述的二氧化硫濃度范圍為1 Oppb?1 OOOppm。
[0016]特別是，所述的可溶性吸附性顆粒為氯化鈉，在步驟1)中溶于100ml水中，所述的鋁合金試件為7B04鋁合金試件30片稱重，然后在試件表面噴灑0.lg配置好的氯化鈉溶液，放入110°C的烘箱烘干，取出后再次稱重，并記錄氯化鈉沉積重量，放入干燥箱，在24小時(shí)內(nèi)，開始步驟2)的二氧化硫試驗(yàn)，試驗(yàn)環(huán)境為lppm濃度的二氧化硫，試驗(yàn)溫度為35°C，試驗(yàn)濕度為99 %，在試驗(yàn)6、12、24、48、96、192、384、768小時(shí)逐次取樣，每次取出3片試樣，直到發(fā)生晶間腐蝕或剝落腐蝕停止試驗(yàn)，即使沒有發(fā)生晶間腐蝕或剝落腐蝕，總試驗(yàn)時(shí)間到達(dá)1000小時(shí)也要停止試驗(yàn)，η為自然數(shù)。
[0017]特別是，所述的不可溶無吸附性顆粒是二氧化硅，將7Β04鋁合金試件30片稱重，然后將1微米直徑的二氧化硅顆粒放至1000目的篩子上，將顆粒篩漏至鋁合金試件表面，篩漏后再次稱重，并記錄二氧化硅顆粒沉積重量，放入干燥箱，在24小時(shí)內(nèi)，開始二氧化硫試驗(yàn)，試驗(yàn)環(huán)境為lppm濃度的二氧化硫，試驗(yàn)溫度為35°C，試驗(yàn)濕度99 %，在試驗(yàn)6、12、24、48、96、192、384、768小時(shí)逐次取樣，直到發(fā)生晶間腐蝕或剝落腐蝕停止試驗(yàn)，即使沒有發(fā)生晶間腐蝕或剝落腐蝕，總試驗(yàn)時(shí)間到達(dá)1000小時(shí)也要停止試驗(yàn)，η為自然數(shù)。
[0018]有益效果
[0019]本發(fā)明采用的將不同固體顆粒沉積在鋁合金表面的方法，綜合考慮了均勻性、腐蝕性、吸附性、可溶性、體積等不同固體顆粒的特點(diǎn)，較好的模擬了實(shí)際大氣環(huán)境中不同的固體顆粒在飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面沉積的特點(diǎn)。本發(fā)明采用加速試驗(yàn)方法來對鋁合金材料進(jìn)行試驗(yàn)，綜合考慮了實(shí)際大氣環(huán)境中固體顆粒的可溶性、吸附性、大小、顆粒沉積方式等，同時(shí)還考慮了大氣污染組分含量最高的二氧化硫的影響，較好地模擬了鋁合金初期的失效過程和破壞機(jī)理，能更準(zhǔn)確地評價(jià)鋁合金初期腐蝕性能，為評價(jià)鋁合金的腐蝕性能提供了加速試驗(yàn)方法。該加速試驗(yàn)由試樣表面沉積顆粒和二氧化硫試驗(yàn)兩個(gè)階段組成。試樣表面固體顆粒沉積階段主要模擬實(shí)際自然降塵、降雨的固體顆粒沉積過程，考慮的主要試驗(yàn)參數(shù)有固體顆粒可溶性、吸附性、顆粒沉積方式、顆粒體積、沉積重量等。而二氧化硫試驗(yàn)主要模擬實(shí)際大氣環(huán)境中污染組分對鋁合金的腐蝕影響，其中二氧化硫含量較多，加速實(shí)驗(yàn)考慮的主要試驗(yàn)參數(shù)為二氧化硫濃度和溫濕度，針對不同的需要可以進(jìn)行不同二氧化硫濃度和溫濕度的試驗(yàn)，不同的二氧化硫濃度模擬了實(shí)際環(huán)境中由于地區(qū)不同存在的差異，也能反應(yīng)出二氧化硫?qū)︿X合金腐蝕的影響，不同的溫濕度對二氧化硫的腐蝕效果影響不同，同時(shí)對鋁合金的腐蝕影響也存在差異。該試驗(yàn)方法可以根據(jù)鋁合金實(shí)際的服役條件來選用合適的試驗(yàn)條件，以更好地模擬鋁合金初期腐蝕的實(shí)際情況。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]對于本發(fā)明的技術(shù)方案具有多種具體實(shí)施例，如下:一種多種固體顆粒吸附下的鋁合金表面腐蝕試驗(yàn)方法，具體包括如下步驟:
[0022]步驟1)獲得三種固體顆粒的鋁合金試樣
[0023]①分別準(zhǔn)備可溶有吸附性顆粒、不可溶有吸附性顆粒和不可溶無吸附性顆粒的鋁合金試件，并且稱量鋁合金試件的質(zhì)量；
[0024]②將一定重量的可溶有吸附性顆粒配置成標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)在鋁合金試件表面附著的顆粒質(zhì)量計(jì)算噴液量，定量的用霧化器對準(zhǔn)鋁合金試件進(jìn)行噴霧，當(dāng)達(dá)到計(jì)算的噴液量后停止噴霧，隨后將鋁合金試件放入110°C的烘箱進(jìn)行烘干，得到可溶有吸附性顆粒的鋁合金試樣，取出試樣后稱重，計(jì)算實(shí)際沉積可溶有吸附性顆粒的質(zhì)量；
[0025]③分別選擇尺寸均勻的不可溶有吸附性顆粒和不可溶無吸附性顆粒，尺寸為0.1?ΙΟΟμπι，將不可溶有吸附性顆粒和不可溶無吸附性顆粒分別放在篩子上，并采用搖晃法或擠壓法分別均勻的沉積在對應(yīng)的鋁合金試件表面，對鋁合金試件進(jìn)行稱重，當(dāng)鋁合金試件表面沉積的固體顆粒質(zhì)量與步驟②中實(shí)際沉積的可溶有吸附性顆粒的質(zhì)量相同時(shí)，停止沉積，得到不可溶有吸附性顆粒的鋁合金試樣和不可溶無吸附性顆粒的鋁合金試樣。
[0026]步驟2)二氧化硫試驗(yàn)