金属质料需要做哪些可靠性试验分析

 体验式培训     |      2021-10-03 21:11
本文摘要:金属质料在大气情况中受到种种情况因素的作用而发生腐蚀,为了制止或者缓解金属的腐蚀,人们广泛接纳涂层体系来控制腐蚀,提高金属/涂层体系的日历寿命和使用寿命。有机涂层在正常的使用历程中,一般直接袒露于自然情况下,不光在物理因素(太阳光和温度)和化学因素(空气中O2、O、水、酸、碱、盐和有机溶剂)作用下发生老化,而且在生物因素(微生物、霉菌)作用下也能导致老化。

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金属质料在大气情况中受到种种情况因素的作用而发生腐蚀,为了制止或者缓解金属的腐蚀,人们广泛接纳涂层体系来控制腐蚀,提高金属/涂层体系的日历寿命和使用寿命。有机涂层在正常的使用历程中,一般直接袒露于自然情况下,不光在物理因素(太阳光和温度)和化学因素(空气中O2、O、水、酸、碱、盐和有机溶剂)作用下发生老化,而且在生物因素(微生物、霉菌)作用下也能导致老化。

有机涂层老化后,外观体现为失光、变色、粉化起泡、生锈、长霉、黑点、泛金、脱落、沾污等,实质体现为阻挡、电化学(缓蚀或阴极掩护)和沾接性等几种性能的丧失。因此必须对最经济、有效和广泛被用作防腐蚀手段的有机涂层举行情况失效的研究,分析其失效纪律,同时举行试验室模拟加速老化方法的研究,对涂层举行加速试验评价,这对于生长新型涂层以及评价涂层的情况适应性具有重要的意义。

影响有机涂层老化的主要因素及实验室模拟老化试验方法1.1辐射一光老化试验方法到达地面的太阳光所含紫外线一般具有能量为314kJ/mol ~419kJ/mol ,而大部门聚合物的种种化学键离解能为200kJ/mol~500kJ/mol。因此紫外线的能量足以破坏有机涂层的化学键,引发涂层的自动氧化反映造成老化剖析。紫外线对有机涂层降解历程分为光物理历程和光化学历程。

光化学历程中的光剖析和光氧化作用最后导致有机涂层主链断裂、过氧化物泛起和亲水性的小分子发生。为了模拟太阳光对有机涂层的影响,在实验室中接纳荧光紫外设备老化、氙弧灯老化设备以及循环老化的方式对多种类型的涂层举行光老化试验。因为紫外线是涂层老化的主要因素,因此对涂层的光老化研究主要集中在紫外光老化研究1-41。

主要是接纳差别的紫外光老化设备对环氧涂层、醇酸涂层、聚氨酯涂层、PVC涂层等涂层种类举行紫外光老化研究,发现紫外线主要使涂层中的CI-N键、C-O键、C=C键、C-CI键、C-H键和C-N键发生断裂生成自由基,如果有氧存在,则发生自动氧化反映。1.2 温度一高温试验热试验方法是促进有机涂层老化的-一个重要情况因素,它影响化学反映的速度、添加剂的扩散速率,随着温度的升高会使分子的热运动加速,从而引起某些高聚物发生降解与交联,温度每升高10C反映速率提高2~3倍。在热和氧配合作用下,有机涂层发生热氧老化历程,往往是降解与交联相互竞争的历程。

另外,随着温度的升高会使分子的热运动加速,从而引起某些高聚物发生降解与交联,而且温度的改变会导致涂层的收缩或膨胀,因而加速了涂层的脱粘、开裂、脱落等老化现象。热老化是研究涂层老化的主要的加速老化方法。多位研究者对比了差别老化温度对环氧酯涂层、PVAC涂层、环氧涂层老化性能变化的影响,讲明老化温度越高,涂层性能变化越显着。

研究了老化时间对PAA涂层、植物油混淆涂层内部结构的影响,讲明认为在热老化的前期,涂层存在后固化的历程,即在高温老化的前期阶段,老化历程实际是分子键的破坏与进一步发生交联反映之间的一个相互竞争的历程,可是以分子键的交联反映为主;在老化的后期阶段,主要体现为分子链的断裂,因此涂层性能下降。而且研究了恒久性热对有机涂层物理:老化的影响,认为当温度从高于玻璃化温度下降到低于玻璃化温度时,有机涂层体积处于非平衡态值,最后涂层的性能如机械性能、热性能和绝缘性能发生变化,即发生了物理老化。1.3水一湿热老化试验方法空气中湿气、雨、雪、露等以物理或者化学等种种形式在户外的涂层外貌形成- -层水膜。

只要有水存在有机涂层外貌,随着时间的推移,水通过涂层的种种缺陷(孔隙、裂纹、杂质等)进入涂层内和涂层下,使有机涂层膨胀、收缩,并最终导致涂层应力变化、泛起应力裂纹、涂层脱落等现象。在高温下,水汽对有机涂层的渗透能力增强,能够渗透到涂层体系内部并积累起来形成微小的水泡。

同时,水的渗入可以导致涂层体系内其他可溶添加剂的溶解、抽出或迁移,从而使物理力学性能发生改变。部门有机分子中存在容易被水攻击的键(如-NH-CH2-.-CH = 0.-CH2-0-CH2-等),在水存在下还会发生水降解,生成小分子产物,即有机涂层腐蚀。我们通过湿热试验考察涂层的耐水性和水汽渗透性。

湿热老化试验控制的主要技术条件是其渗透性。湿热老化试验控制的主要技术条件是温度和相对湿度,它直接影响到涂层的老化速度。

通过研究湿热老化对膨胀型防火有机涂层隔热性能的影响,讲明涂层中的亲水性链段不停的迁移到涂层外貌,并被空气中的水分溶解,经由42个循环湿热老化(相当于袒露于自然情况中20年)后,涂层的耐热性能反而提高了50%~100%。通过研究湿热老化对聚乙烯和环氧树脂复合涂层在缸体结构上附着力的影响,讲明湿热老化之后水分渗入涂层,因此其附着力下降,而且随着老化时间的延长,附着力下降越显着,老化2个月之后发现显着降解现象,泛起了涂层裂痕。瑞凯步入式恒温恒湿试验房1.4 污染物-盐雾老化试验方法由于有机涂层微观缺陷的存在,在涂层中形成了长径比很大的腐蚀通道,海洋大气中的水、电解质等半径较小的分子可以通过这些通道扩散到涂层/基体的界面区域,形成微观腐蚀原电池,进而使得基体发生腐蚀。

盐雾试验被认为是评定与海洋气氛有密切关系的有机涂层防护性能最经典、最有效的方法。盐雾试验可能对涂层发生的情况效应为:导致涂层起泡、附着力下降,甚至使隐身涂层的隐身性能发生颠簸。

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通过检测差别大气情况中曝晒后丙烯酸聚氨酯涂层的耐盐雾腐蚀性来评价差别地域涂层自然老化水平,认为涂层在差别地域自然老化后,耐盐雾老化性能差异显着。对新型环氧富锌环氧铁红环氧云铁等有机涂层质料在盐雾情况下的腐蚀防护性能举行了研究,讲明有机涂层在盐雾情况下的失效机理为牺牲阳极,阴极掩护。盐雾对差别配比PET-EMAA有机涂层划痕后的耐腐蚀性能,讲明盐雾试验能够很好的区分差别配比涂层对其防腐性能的差异,随着盐雾时间的延长泛起了起泡、开裂、生锈等宏观腐蚀现象。

1.5 综合因素—循环试验方法涂层体系在实际使用历程中受到的是包罗高温、低温、紫外、水浸、湿热和介质在内的庞大情况因素的综互助用,因此对涂层体系的加速老化试验可以把综合情况因素思量在内,实现对真实情况的模拟,即循环老化试验。联合我国海洋、沿海、湿热、高原等地域的典型情况,通过循环老化综合试验,建设情况试验谱,在实验室模拟湿热、紫外光验,建设情况试验谱,在实验室模拟湿热、紫外光照、盐雾海水、深海压力以及季节变换等因素对涂层性能的影响。合理情况试验谱的提出为腐蚀条件有机涂层寿命评定提供了重要的依据。

1.6其他情况试验方法其他试验方法主要凭据涂层的详细使用情况举行有机涂层的耐介质试验、生物污染试验以及机械应力试验,由于试验条件限制,现在这些试验还举行的比力少。SharminaE.]等研究了环氧树脂植物油混淆涂层浸泡于三乙胺、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、二甲苯、以及水中的性能变化,效果讲明涂层具有良好的耐介质性能,接着研究了环氧树脂植物油混淆涂层的抗菌性能,讲明涂层具有较好的抗大肠杆菌的性能,反抗葡萄球菌的能力稍差。

1.7自然情况老化试验方法有机涂层的自然情况试验能够比力真实地反映涂层质料在实际使用情况中的老化性能,包罗大气情况试验和自然情况加速试验。大气情况试验是将涂层体系袒露于典型的自然情况中举行试验,主要有外户外袒露、棚下袒露、户内储存,典型情况下对涂料举行露天袒露试验是常用的自然老化试验方式,在我国的沿海、高原、湿热以及内陆重工业等典型情况地域,学者们举行了较多的有机涂层大气袒露试验。为了评定内陆工业污染区大气对涂层的腐蚀作用,研究了武汉的大气情况对丙烯酸聚氨酯涂层耐蚀性能的影响,讲明在层老化方法主要是评估有机涂层的宏观性能,如包罗失光、粉化、失色、生锈、开裂和裂纹在内的外观变化 微观分析要全面形貌有机涂层的信息和性质,需要从宏观到微观按差别条理对涂层举行分析研究。

结语造造成有机涂层老化、失效的主要情况因素有太阳光、氧气、高温、盐雾、降水、污染物等,通过种种情况试验可以模拟这几种因素的作用历程,通过对老化前后的涂层举行计数表征,然后对效果举行评价,可得出涂层的情况适应性情况,为设计、研制部门提供参考。


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