20世紀(jì)50年代,在材料界,有兩件大事轟動(dòng)了世界,一是美國麻省理工學(xué)院(MIT)1936年從事腐蝕科學(xué)研究,1948年主編出版《腐蝕手冊(cè)》的尤里格(Herbert.h.Uhlit)教授,他在1949年在美國進(jìn)行了腐蝕調(diào)查,1950年在聯(lián)合國大會(huì)上就腐蝕及其危害問題做了報(bào)告,材料的腐蝕作為一個(gè)學(xué)科傳遍世界,許多國家加速了對(duì)腐蝕及其防止腐蝕的研究;二是1950年代,英國慧星式民用客機(jī)、美國F111戰(zhàn)斗機(jī)因?yàn)閼?yīng)力腐蝕,發(fā)生空中墜毀的報(bào)道,在國際上引起了轟動(dòng),腐蝕也會(huì)使飛機(jī)墜毀,震驚而不可思議!
飛機(jī)行業(yè)的腐蝕防護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀以和國外相比還是有一定差距。國外飛機(jī)行業(yè)普遍而大量地使用鍍層、涂層等表面防護(hù)技術(shù)以達(dá)到提高性能、提高可靠性和延長使用壽命的目的。飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的各類高性能涂層以及環(huán)保技術(shù)成為研究的重點(diǎn)和應(yīng)用的熱點(diǎn),如利用環(huán)保新型陽極化工藝替代鋁合金硫酸陽極化與鉻酸陽極化、等離子體電解沉積制備硬質(zhì)涂層、提高鋼/鋁/鈦/鎂合金的抗腐蝕性和耐磨性、電鍍鋅鎳/電鍍鋁合金等環(huán)保電鍍技術(shù)等等。隨著飛機(jī)性能的提高,金屬間化合物、非金屬、樹脂基/陶瓷基復(fù)合材料等新材料得到廣泛應(yīng)用,針對(duì)新材料的新型防護(hù)涂層及功能防護(hù)涂層成為研究的熱點(diǎn),如樹脂基/陶瓷基復(fù)合材料表面功能涂層技術(shù)、高耐蝕代鍍鎘低溫離子液體電鍍鋁及鋁合金技術(shù)、電解液等離子體清洗及沉積技術(shù)、以及清洗、緩蝕等先進(jìn)維護(hù)/維修技術(shù)等。在追求高性能的同時(shí),對(duì)環(huán)保性和可維修性提出了更高的要求,發(fā)展出一系列的技術(shù),包括圍繞Al涂層為主的耐蝕代鎘防護(hù)技術(shù)、提高耐磨性的代鉻涂層技術(shù)、無Cr6+化學(xué)氧化及陽極化等環(huán)保型技術(shù)體系,用于維修的冷噴涂尺寸恢復(fù)技術(shù)等技術(shù)體系。
我國的飛機(jī)腐蝕與防護(hù)技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,取得了很大的成就,但在新產(chǎn)品、新工藝技術(shù)、產(chǎn)品性能等方面與國外先進(jìn)水平相比還存在較大差距。如橡膠、樹脂基復(fù)合材料等表面耐磨防護(hù)需求迫切;艦載機(jī)的發(fā)展及我國海洋大國戰(zhàn)略定位,對(duì)先進(jìn)高性能綠色環(huán)保表面處理技術(shù)需求日益迫切;國內(nèi)部分單項(xiàng)技術(shù)較為先進(jìn),但缺乏覆蓋全壽命周期的整體防護(hù)技術(shù)體系。同時(shí),當(dāng)前表面處理技術(shù)對(duì)環(huán)境和人體的危害仍然較大,不符合未來綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。目前我國武器裝備上的耐蝕防護(hù)技術(shù)主要依靠鍍鎘、陽極化等,耐磨技術(shù)主要是鍍鉻和部分HVOF,化學(xué)氧化基本都含Cr6+。近年來盡管有部分新技術(shù)投入研發(fā),但技術(shù)成熟度仍較低,尚未達(dá)到工程化應(yīng)用的階段。
飛機(jī)防腐技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重大意義。采用腐蝕與防護(hù)技術(shù)可以有效控制材料失效,達(dá)到延長材料使用壽命,減少材料提前失效所引發(fā)的事故,提高材料使用的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性,有力地節(jié)約資源、節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、支持國家可持續(xù)發(fā)展。
飛機(jī)防腐技術(shù)專業(yè)發(fā)展趨勢(shì):
功能性:先進(jìn)性,功能大幅度提高;滿足特種功能要求;
系統(tǒng)性:表面工程技術(shù)成體系發(fā)展,并覆蓋產(chǎn)品全壽命周期;
環(huán)保性:環(huán)境友好,不產(chǎn)生污染物;
經(jīng)濟(jì)性:制造成本低,節(jié)能降耗;
維護(hù)/維修性:加強(qiáng)對(duì)零件防護(hù)全壽命周期的控制。
1954年我國仿制成功教練機(jī)初教5,1956年我國制造的第一架噴氣飛機(jī)飛上藍(lán)天,至20世紀(jì)90年代,我國已發(fā)展了適應(yīng)當(dāng)代戰(zhàn)爭(zhēng)需要的多品種多型號(hào)的飛機(jī),中國出現(xiàn)了以五位數(shù)計(jì)算的飛機(jī)數(shù)量、以及相應(yīng)配套的發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)載設(shè)備。這些物體不可避免地要經(jīng)受所在地域的周圍環(huán)境(溫度、濕度、污染了的空氣等)的侵蝕和它們本身運(yùn)行環(huán)境的侵害作用,從而導(dǎo)致制作這些物體的材料的變質(zhì)和破壞,包括金屬的腐蝕、非金屬的老化和電子電器的失效,這些材料變質(zhì)和破壞到一定程度后,會(huì)在高空、高速、高應(yīng)力等因素的協(xié)同作用下了誘發(fā)事故,嚴(yán)重的導(dǎo)至機(jī)毀人亡。
根據(jù)中國工程院《我國腐蝕狀況與控制戰(zhàn)略研究》項(xiàng)目任務(wù)要求,我們開展了我國航空腐蝕故障的調(diào)查與研究,以其了解我國航空腐蝕的嚴(yán)重性,對(duì)我國國防和國家可持續(xù)發(fā)展的影響、探討戰(zhàn)略對(duì)策。
計(jì)劃分三個(gè)時(shí)期開展調(diào)查與研究,第一個(gè)時(shí)期,為創(chuàng)立航空工業(yè),“引進(jìn)、仿制”蘇式飛機(jī)為主要內(nèi)容時(shí)期,收集了1961年至1987年期可能收集到的各種故障;第二個(gè)時(shí)期,“自主設(shè)計(jì)為主,吸納西方經(jīng)驗(yàn)為輔”研制階段的各種飛行故障,計(jì)劃收集1987年至20世紀(jì)末的故障;第三個(gè)時(shí)期,“自主研制、創(chuàng)新、發(fā)展”的創(chuàng)新時(shí)期,可能收集21世紀(jì)的各種材料失效的故障。
在陸地、海洋、高寒、沙漠等環(huán)境條件服役的飛機(jī),面臨腐蝕威脅。特別是沿海機(jī)場(chǎng)飛機(jī)不同于內(nèi)陸飛機(jī),經(jīng)常遭受鹽分、飛濺海水、浪花以及持續(xù)的干/濕交替循環(huán)境的侵蝕。圖3-1是飛機(jī)腐蝕帶來的外表變化。如飛機(jī)長時(shí)間處于高濕和高鹽霧等惡劣的海洋大氣環(huán)境中,并受大風(fēng)、海霧、潮汐、海水飛濺等多環(huán)境因素的影響,使飛機(jī)機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載設(shè)備等極易產(chǎn)生腐蝕,從而直接影響飛機(jī)的飛行安全,顯著降低其服役期限,同時(shí)還會(huì)給機(jī)務(wù)維修工作帶來很大負(fù)擔(dān)和昂貴的維護(hù)費(fèi)用。通過系統(tǒng)工程性腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)研究,可以規(guī)范和指導(dǎo)飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、使用,提高抗腐蝕設(shè)計(jì)與全壽命管理水平,提高我國飛機(jī)在方案論證、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和使用維護(hù)各階段的腐蝕防護(hù)與控制水平,減少飛機(jī)因腐蝕而帶來的事故發(fā)生。
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標(biāo)簽: 飛機(jī)行業(yè), 腐蝕防護(hù), 發(fā)展歷史, 現(xiàn)狀

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