外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响

第36卷第5期 北京科技大学学报 Vol.36 No.5 2014年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 2014 外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 骆 晨四，蔡健平”，董春蕾》，刘明”，赵亮亮”，孙志华”，汤智慧”， 陆峰) 1)中航工业北京航空材料研究院金属腐蚀与防护研究室，北京1000952)中航工业沈阳飞机设计研究所结构部，沈阳110035 ☒通信作者，E-mail:chen.luo.23@googlemail.com 摘要借助有机涂层预应变施加方法，跟踪观察户内加速试验过程中受到外加应变的航空有机涂层表面形貌变化，利用环 境扫描电子显微镜进行显微组织表征，利用电化学阻抗谱进行特定频率的阻抗模值分析，进而综合研究航空有机涂层在外加 应变和热带海洋大气环境耦合作用下的损伤规律和失效模型.研究发现，外加拉应变导致有机涂层的防护性能下降，外加拉 应变水平越高，有机涂层损伤越严重，防护性能下降越多.进行户内加速试验过程中，受到外加拉应变的涂层防护性能进一步 下降，外加拉应变越大，下降越快.受外加拉应变的涂层防护性能下降的原因是相应的应力水平超过有机涂层材料的断裂强 度，从而在涂层内部形成微裂纹，构成外界溶液到达有机涂层/合金界面的通道.受到外加压应变后，有机涂层的防护性能不 发生明显变化.进行户内加速试验过程中，受到外加压应变的涂层防护性能缓慢丧失，受到外加压应变水平越高，涂层防护性 能下降越缓慢 关键词有机涂层：预应变：损伤：防护：电化学阻抗谱：微裂纹 分类号TG174.4 Effect of prestrain on the degradation behaviour of aviation organic coatings LUO Chen,CAl Jian-ping,DONG Chun-ei,LIU Ming,ZHAO Liang-liang,SUN Zhi-hua,TANG Zhi-hui,LU Feng 1)Metal Corrosion and Protection Laboratory,AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China 2)Structure Department,AVIC Shenyang Aircraft Design Research Institute,Shenyang 110035,China Corresponding author,E-mail:chen.luo.23@googlemail.com ABSTRACT The surface morphology of an aviation organic coating during indoor accelerated testing was continually observed by a prestrain method.Environmental scanning electron microscopy and electrochemical impedance spectroscopy were employed for micro- structural characterization and characteristic impedance modulus analysis to systematically study the degradation behavior and failure model of the organic coating under the co-effect of prestrain and tropical marine atmosphere.It is found that the protective properties of the organic coating show a dramatic decrease after tensile prestrain application and go further down during indoor accelerated testing: the degradation of the organic coating is positively correlated with the tensile prestrain level.It is thought that the loss of the protective properties is due to the relatively high stress level which exceeds the breaking strength of the organic coating materials,leading to the formation of microcracks,which serve as routes to the organic coating/alloy interface for solution.But the protective properties of the organic coating exhibit no change after compressive prestrain application and decrease slowly during indoor accelerated testing:the deg- radation of the organic coating is negatively correlated with the compressive prestrain level. KEY WORDS organic coatings:prestrain:degradation:protection:electrochemical impedance spectroscopy:microcracks 有机涂层是飞机蒙皮等航空结构上广泛采用 防护性能往往受到自然环境因素和力学因素的影 的防护手段.在实际服役过程中，航空有机涂层的 响.例如，在飞行或露天停放时不可避免地遭受太 收稿日期：20140107 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51071144)：国防科技工业技术基础科研项目(H052011A001) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.05.014:http://journals.ustb.edu.cn

第 36 卷 第 5 期 2014 年 5 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 5 May 2014 外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 骆 晨1) ，蔡健平1) ，董春蕾2) ，刘 明1) ，赵亮亮1) ，孙志华1) ，汤智慧1) ， 陆 峰1) 1) 中航工业北京航空材料研究院金属腐蚀与防护研究室，北京 100095 2) 中航工业沈阳飞机设计研究所结构部，沈阳 110035  通信作者，E-mail: chen． luo． 23@ googlemail． com 摘 要 借助有机涂层预应变施加方法，跟踪观察户内加速试验过程中受到外加应变的航空有机涂层表面形貌变化，利用环 境扫描电子显微镜进行显微组织表征，利用电化学阻抗谱进行特定频率的阻抗模值分析，进而综合研究航空有机涂层在外加 应变和热带海洋大气环境耦合作用下的损伤规律和失效模型． 研究发现，外加拉应变导致有机涂层的防护性能下降，外加拉 应变水平越高，有机涂层损伤越严重，防护性能下降越多． 进行户内加速试验过程中，受到外加拉应变的涂层防护性能进一步 下降，外加拉应变越大，下降越快． 受外加拉应变的涂层防护性能下降的原因是相应的应力水平超过有机涂层材料的断裂强 度，从而在涂层内部形成微裂纹，构成外界溶液到达有机涂层/合金界面的通道． 受到外加压应变后，有机涂层的防护性能不 发生明显变化． 进行户内加速试验过程中，受到外加压应变的涂层防护性能缓慢丧失，受到外加压应变水平越高，涂层防护性 能下降越缓慢． 关键词 有机涂层; 预应变; 损伤; 防护; 电化学阻抗谱; 微裂纹 分类号 TG 174. 4 Effect of prestrain on the degradation behaviour of aviation organic coatings LUO Chen1)  ，CAI Jian-ping1) ，DONG Chun-lei2) ，LIU Ming1) ，ZHAO Liang-liang1) ，SUN Zhi-hua1) ，TANG Zhi-hui1) ，LU Feng1) 1) Metal Corrosion and Protection Laboratory，AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials，Beijing 100095，China 2) Structure Department，AVIC Shenyang Aircraft Design ＆ Ｒesearch Institute，Shenyang 110035，China  Corresponding author，E-mail: chen． luo． 23@ googlemail． com ABSTＲACT The surface morphology of an aviation organic coating during indoor accelerated testing was continually observed by a prestrain method． Environmental scanning electron microscopy and electrochemical impedance spectroscopy were employed for micro￾structural characterization and characteristic impedance modulus analysis to systematically study the degradation behavior and failure model of the organic coating under the co-effect of prestrain and tropical marine atmosphere． It is found that the protective properties of the organic coating show a dramatic decrease after tensile prestrain application and go further down during indoor accelerated testing; the degradation of the organic coating is positively correlated with the tensile prestrain level． It is thought that the loss of the protective properties is due to the relatively high stress level which exceeds the breaking strength of the organic coating materials，leading to the formation of microcracks，which serve as routes to the organic coating /alloy interface for solution． But the protective properties of the organic coating exhibit no change after compressive prestrain application and decrease slowly during indoor accelerated testing; the deg￾radation of the organic coating is negatively correlated with the compressive prestrain level． KEY WOＲDS organic coatings; prestrain; degradation; protection; electrochemical impedance spectroscopy; microcracks 收稿日期: 2014--01--07 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51071144) ; 国防科技工业技术基础科研项目( H052011A001) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 05． 014; http: / /journals． ustb． edu． cn 有机涂层是飞机蒙皮等航空结构上广泛采用 的防护手段． 在实际服役过程中，航空有机涂层的 防护性能往往受到自然环境因素和力学因素的影 响． 例如，在飞行或露天停放时不可避免地遭受太

第5期 骆晨等：外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 ·657· 阳辐射、降水等的作用；力学因素有可能由涂层内 伤规律目前仍不清楚 部因素引起，如有机涂层的固化收缩，也可能来源 在前期的研究工作中，笔者设计了一种对环境 于外部服役环境，如温度变化引起热膨胀和飞、停 试验中金属表面有机涂层试样施加预应变的方法， 交替过程中局部静载荷诱发的形变.实际工程经 并可以定量分析金属表面有机涂层受应变作用情 验表明-)，当力学因素与自然环境因素共同存在 况，实现有机涂层在无外加应变、受到外加拉应变和 时，有机涂层的失效过程更加明显，成为整个防护 压应变情况下的户内加速试验.另外，本文将采 体系的薄弱环节 取电化学阻抗谱(ES)技术，通过研究涂层阻抗的 不少学者在评价有机涂层防护性能的环境试验 变化来评价其防护性能，这也是目前应用最广泛的 中引入力学因素.Fred等B-)研究了滞弹性区应力 涂层防护性能评价技术之一7-0.由于电化学阻 -应变状态对自然老化和加速老化试验中低碳钢上 抗只是向被测体系加一个小振幅的正弦交变信号， 环氧树脂涂层防护性能的影响，结果显示拉应变导 所以对体系的破坏作用小，可以对样品进行长时间 致涂层吸水率发生变化，加速涂层性能退化，而水分 的测试而不改变样品的性质.近年来，越来越多研 子的扩散系数表现为外加应力值的热激发函数. 究7-，20-1,2]把特定频率的阻抗模值作为评价涂层 Bastos和Simoes开展关于单轴应变对涂层防护性 性能的指标，为测试和定量评价涂层的防护性能提 能影响的研究，总结得出诱发应变与防护性能丧失 供了方便的判据 之间的联系是应变使颜料周边生成缺陷，从而使涂 借助有机涂层预应变施加方法，本文跟踪观察 层吸水能力增强，涂层发生失效.Nichols等-W指 户内加速试验中受到外加应变的有机涂层表面形貌 出，应力在涂层内部缺陷处集中，老化导致涂层成分 变化，利用环境扫描电子显微镜进行显微组织表征， 的变化和断裂能降低，当涂层断裂能低于涂层裂纹 利用电化学阻抗谱进行特定频率的阻抗模值分析， 产生的临界能量时，涂层在应力作用下形成裂纹，并 进而综合研究航空有机涂层在外加应变和热带海洋 可能出现裂纹进一步扩展.Darowicki和 大气环境耦合作用下的损伤规律和失效模型，旨在 Szocit通ski☒采用与众不同的试验方案，评价单轴应 为服役于热带沿海区域的飞机使用寿命预测提供理 力/松弛循环后的有机涂层失效行为，发现高分子在 论依据 特定载荷下发生松弛，而且涂层的电化学阻抗模值 竞然随着循环次数增加而上升.Deflorian等、 1试验 Bergo和Fedrizzi4-采用杯突仪冲击涂层体系来 1.1有机涂层试样的制备 模拟卷涂板实际使用时遭遇到的形变，通过分析涂 试样基材选用飞机上广泛使用的7B04一T74铝 层体系受到不同应变的情况，结合电化学测试技术 合金板材，其化学成分见表1.试样基材表面先用丙 对有机涂层体系老化过程进行研究，结果表明机械 酮擦洗干净，然后根据HB/Z2393《铝及铝合金硫 变形改变了涂层的屏蔽性能和防护性能，较高温度 酸阳极氧化工艺》进行硫酸阳极氧化处理，并在试 的热冲击试验能分辨出不同变形量的涂层，并可以 样氧化后的24h内喷涂由天津灯塔涂料有限公司 用来评价涂层性能. 提供的TB069锌黄丙烯酸聚氨酯底漆和TS96-71 然而，这些研究工作都忽略了有机涂层损伤过 氟聚氨酯无光磁漆，以保证有机涂层和基体之间的 程中外加应变与其他因素一起诱发的协同效应，有 结合力.涂层试样在室温下干燥，涂层厚度控制在 机涂层在自然环境因素一外加应变耦合作用下的损 100m左右. 表17B04-74铝合金板材化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of 7B044174 aluminium alloy sheet % Al Zn Mg Cu Mn Cr Fe Si 余量 5.0~6.5 1.82.8 1.42.0 0.2-0.6 0.10-0.25 0.05-0.25 0.1 1.2有机涂层试样预应变施加方法 有机涂层应变量.本研究将针对受到5.7%和 对环境试验中金属表面有机涂层样品施加预应 8.0%外加拉应变以及3.8%和5.0%外加压应变的 变的方法的示意图如图1，详见文献16].借助这 四种有机涂层试样开展户内加速试验 项方法模拟航空涂层防护体系在服役过程中遭受的 1.3模拟热带海洋大气环境的户内加速试验设计 应变，并通过原始标定和显微观察的方法定量确定 在海洋大气环境中服役的飞机长期受到潮湿

第 5 期 骆 晨等: 外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 阳辐射、降水等的作用; 力学因素有可能由涂层内 部因素引起，如有机涂层的固化收缩，也可能来源 于外部服役环境，如温度变化引起热膨胀和飞、停 交替过程中局部静载荷诱发的形变． 实际工程经 验表明［1--4］，当力学因素与自然环境因素共同存在 时，有机涂层的失效过程更加明显，成为整个防护 体系的薄弱环节． 不少学者在评价有机涂层防护性能的环境试验 中引入力学因素． Fredj 等［5--7］研究了滞弹性区应力 － 应变状态对自然老化和加速老化试验中低碳钢上 环氧树脂涂层防护性能的影响，结果显示拉应变导 致涂层吸水率发生变化，加速涂层性能退化，而水分 子的扩散系数表现为外加应力值的热激发函数． Bastos 和 Simes［8］开展关于单轴应变对涂层防护性 能影响的研究，总结得出诱发应变与防护性能丧失 之间的联系是应变使颜料周边生成缺陷，从而使涂 层吸水能力增强，涂层发生失效． Nichols 等［9--11］指 出，应力在涂层内部缺陷处集中，老化导致涂层成分 的变化和断裂能降低，当涂层断裂能低于涂层裂纹 产生的临界能量时，涂层在应力作用下形成裂纹，并 可能出现裂纹进一步扩展． Darowicki 和 Szociński［12］采用与众不同的试验方案，评价单轴应 力/松弛循环后的有机涂层失效行为，发现高分子在 特定载荷下发生松弛，而且涂层的电化学阻抗模值 竟然随着循环次数增加而上升． Deflorian 等［13］、 Bergo 和 Fedrizzi［14--15］采用杯突仪冲击涂层体系来 模拟卷涂板实际使用时遭遇到的形变，通过分析涂 层体系受到不同应变的情况，结合电化学测试技术 对有机涂层体系老化过程进行研究，结果表明机械 变形改变了涂层的屏蔽性能和防护性能，较高温度 的热冲击试验能分辨出不同变形量的涂层，并可以 用来评价涂层性能． 然而，这些研究工作都忽略了有机涂层损伤过 程中外加应变与其他因素一起诱发的协同效应，有 机涂层在自然环境因素--外加应变耦合作用下的损 伤规律目前仍不清楚． 在前期的研究工作中，笔者设计了一种对环境 试验中金属表面有机涂层试样施加预应变的方法， 并可以定量分析金属表面有机涂层受应变作用情 况，实现有机涂层在无外加应变、受到外加拉应变和 压应变情况下的户内加速试验［16］． 另外，本文将采 取电化学阻抗谱( EIS) 技术，通过研究涂层阻抗的 变化来评价其防护性能，这也是目前应用最广泛的 涂层防护性能评价技术之一［17--24］． 由于电化学阻 抗只是向被测体系加一个小振幅的正弦交变信号， 所以对体系的破坏作用小，可以对样品进行长时间 的测试而不改变样品的性质． 近年来，越来越多研 究［17--18，20--21，23］把特定频率的阻抗模值作为评价涂层 性能的指标，为测试和定量评价涂层的防护性能提 供了方便的判据． 借助有机涂层预应变施加方法，本文跟踪观察 户内加速试验中受到外加应变的有机涂层表面形貌 变化，利用环境扫描电子显微镜进行显微组织表征， 利用电化学阻抗谱进行特定频率的阻抗模值分析， 进而综合研究航空有机涂层在外加应变和热带海洋 大气环境耦合作用下的损伤规律和失效模型，旨在 为服役于热带沿海区域的飞机使用寿命预测提供理 论依据． 1 试验 1. 1 有机涂层试样的制备 试样基材选用飞机上广泛使用的 7B04--T74 铝 合金板材，其化学成分见表 1． 试样基材表面先用丙 酮擦洗干净，然后根据 HB /Z 23—93《铝及铝合金硫 酸阳极氧化工艺》进行硫酸阳极氧化处理，并在试 样氧化后的 24 h 内喷涂由天津灯塔涂料有限公司 提供的 TB06--9 锌黄丙烯酸聚氨酯底漆和 TS96--71 氟聚氨酯无光磁漆，以保证有机涂层和基体之间的 结合力． 涂层试样在室温下干燥，涂层厚度控制在 100 μm 左右． 表 1 7B04--T74 铝合金板材化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of 7B04-T74 aluminium alloy sheet % Al Zn Mg Cu Mn Cr Fe Si 余量 5. 0 ～ 6. 5 1. 8 ～ 2. 8 1. 4 ～ 2. 0 0. 2 ～ 0. 6 0. 10 ～ 0. 25 0. 05 ～ 0. 25 0. 1 1. 2 有机涂层试样预应变施加方法 对环境试验中金属表面有机涂层样品施加预应 变的方法的示意图如图 1，详见文献［16］． 借助这 项方法模拟航空涂层防护体系在服役过程中遭受的 应变，并通过原始标定和显微观察的方法定量确定 有机 涂 层 应 变 量． 本研究将针对受到 5. 7% 和 8. 0% 外加拉应变以及 3. 8% 和 5. 0% 外加压应变的 四种有机涂层试样开展户内加速试验． 1. 3 模拟热带海洋大气环境的户内加速试验设计 在海洋大气环境中服役的飞机长期受到潮湿、 · 756 ·

·658 北京科技大学学报 第36卷 盐雾、日照和腐蚀性污染物(SO,和C0,)的作用，飞 机蒙皮有机涂层易发生破坏.笔者依据我国海洋大 气环境特点，结合国内外现有研究成果和课题组申 请的综合环境加速试验专利，制定了模拟热带海洋 大气环境的户内加速试验方案，即紫外/冷凝循环+ 周期浸润+温度冲击加速试验谱，具体参数见表2. 本研究中按照此试验谱开展了7个周期的户内加速 试验.入wa为紫外线波长，T.和t.分别为紫外辐照试 验的温度和时间，T和t.分别为冷凝试验温度和时 1一预弯曲后的试样：2一螺纹杆：3一活动夹块：4一固定夹块： 间，T和1分别为周浸试验浸润阶段的温度和时间， 5一螺帽：6一伸出臂：7一光学显微镜 T,和ta分别为干燥阶段的温度和时间，Ti和t分 图1对安装在夹具上有机涂层试样施加应变的示意图 Fig.I Schematic diagram of an organic coating specimen installed on 别为温度冲击试验高温阶段的温度和时间，T和 a specially designed clamp and with prestrain applied 1分别为温度冲击试验低温阶段的温度和时间. 表2有机涂层户内加速试验谱 Table 2 Indoor accelerated testing environment spectrum for the organic coating 步骤 试验 条件 持续时间 紫外辐照：辐照度=0.77Wm2m1,AvA=340m 紫外辐照一冷凝 T.=60℃，。=8h: 168 冷凝：T=50℃，。=4h. 浸泡：T=35℃，4=10min; 2 周期浸润 干燥：T4=35℃，t4=50min,相对湿度=70%±5%： 168 溶液：3.5%NaCl+0.25%Na2S20g- 热冲击 Thh=150℃，thh=2h,Tn=-30℃，tw=1h 1.4电化学阻抗谱测试 显微镜，对腐蚀过程中的有机涂层表面微观形貌进 在室温下利用电化学阻抗谱技术对有机涂层试 行观察分析. 样的防护性能定期进行分析.对于无外加应变试 2试验结果 样，暂时在涂层试样平板上施加PVC管，采用三电 极体系在质量分数3.5%的中性NaCl溶液中进行 2.1户内加速试验前有机涂层的防护性能分析 电化学阻抗谱测试，参比电极为饱和甘汞电极，辅助 2.1.1外加应变对有机涂层试样表面形貌的影响 电极为铂电极，整个试验装置放置在法拉第笼中. 图2(a)、(d)和(e)所示分别为有机涂层试样 对于外加应变试样，利用僧憎水性胶带封闭弯曲的试 在无外加应变、受到3.8%和5%外加压应变（应变 样，仅留处于外加拉应变状态的外表面试验区域或 施加的方向与板条形试样的长度方向一致)情况下 处于外加压应变状态的内表面试验区域暴露于环境 的低倍扫描电镜照片，试样表面平整、均匀，无明显 中.所有测试中暴露的试样面积均为1cm2.测试前 缺陷.图2(b)和(c)为有机涂层试样在受到5.7% 试样在溶液中浸泡20min,待自腐蚀电位稳定.每 和8%外加拉应变情况下的扫描电镜照片，显示试 种外加应变状态有三个平行试样，以验证数据的可 样表面布满长短不一的微裂纹，微裂纹总体上沿垂 重复性. 直于应变加载的方向分布，但是发展走向不断发生 采用AMETEK Princeton Applied Research公司 微小变化.非常明显，受到8%外加拉应变的有机涂 的273A恒电位仪和5210锁相放大器进行有机涂 层试样表面比受到5.7%外加拉应变的试样表面存 层的电化学阻抗谱测试.扰动幅值10mV的正弦波 在更多的微裂纹，受到5.7%和8%外加拉应变的试 激励信号在交流频率10-2Hz和10Hz之间扫描。 样表面沿应变加载方向每1mm长度分别平均存在 所用测试软件为Powersuite电化学测试系统. 微裂纹3.2条和4.4条. 1.5扫描电子显微镜 图3(a)~(e)是有机涂层试样较高倍扫描电镜 采用FEI公司的QUANTA600型环境扫描电子 照片，显示无外加应变、受到3.8%和5%外加压应

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 1—预弯曲后的试样; 2—螺纹杆; 3—活动夹块; 4—固定夹块; 5—螺帽; 6—伸出臂; 7—光学显微镜 图 1 对安装在夹具上有机涂层试样施加应变的示意图 Fig． 1 Schematic diagram of an organic coating specimen installed on a specially designed clamp and with prestrain applied 盐雾、日照和腐蚀性污染物( SO2和 CO2 ) 的作用，飞 机蒙皮有机涂层易发生破坏． 笔者依据我国海洋大 气环境特点，结合国内外现有研究成果和课题组申 请的综合环境加速试验专利，制定了模拟热带海洋 大气环境的户内加速试验方案，即紫外/冷凝循环 + 周期浸润 + 温度冲击加速试验谱，具体参数见表 2． 本研究中按照此试验谱开展了 7 个周期的户内加速 试验． λUVA为紫外线波长，Tu和 tu分别为紫外辐照试 验的温度和时间，Tc和 tc分别为冷凝试验温度和时 间，Ti和 ti分别为周浸试验浸润阶段的温度和时间， Td和 td分别为干燥阶段的温度和时间，Thigh和 thigh分 别为温度冲击试验高温阶段的温度和时间，Tlow 和 tlow分别为温度冲击试验低温阶段的温度和时间． 表 2 有机涂层户内加速试验谱 Table 2 Indoor accelerated testing environment spectrum for the organic coating 步骤 试验 条件 持续时间/ h 1 紫外辐照--冷凝 紫外辐照: 辐照度 = 0. 77 W·m － 2·nm － 1，λUVA = 340 nm， Tu = 60 ℃，tu = 8 h; 冷凝: Tc = 50 ℃，tc = 4 h． 168 2 周期浸润 浸泡: Ti = 35 ℃，ti = 10 min; 干燥: Td = 35 ℃，td = 50 min，相对湿度 = 70% ± 5% ; 溶液: 3. 5% NaCl + 0. 25% Na2 S2O8 ． 168 3 热冲击 Thigh = 150 ℃，thigh = 2 h，Tlow = － 30 ℃，tlow = 1 h 3 1. 4 电化学阻抗谱测试 在室温下利用电化学阻抗谱技术对有机涂层试 样的防护性能定期进行分析． 对于无外加应变试 样，暂时在涂层试样平板上施加 PVC 管，采用三电 极体系在质量分数 3. 5% 的中性 NaCl 溶液中进行 电化学阻抗谱测试，参比电极为饱和甘汞电极，辅助 电极为铂电极，整个试验装置放置在法拉第笼中． 对于外加应变试样，利用憎水性胶带封闭弯曲的试 样，仅留处于外加拉应变状态的外表面试验区域或 处于外加压应变状态的内表面试验区域暴露于环境 中． 所有测试中暴露的试样面积均为 1 cm2 ． 测试前 试样在溶液中浸泡 20 min，待自腐蚀电位稳定． 每 种外加应变状态有三个平行试样，以验证数据的可 重复性． 采用 AMETEK Princeton Applied Ｒesearch 公司 的 273 A 恒电位仪和 5210 锁相放大器进行有机涂 层的电化学阻抗谱测试． 扰动幅值 10 mV 的正弦波 激励信号在交流频率 10 － 2 Hz 和 105 Hz 之间扫描． 所用测试软件为 Powersuite 电化学测试系统． 1. 5 扫描电子显微镜 采用 FEI 公司的 QUANTA 600 型环境扫描电子 显微镜，对腐蚀过程中的有机涂层表面微观形貌进 行观察分析． 2 试验结果 2. 1 户内加速试验前有机涂层的防护性能分析 2. 1. 1 外加应变对有机涂层试样表面形貌的影响 图 2( a) 、( d) 和( e) 所示分别为有机涂层试样 在无外加应变、受到 3. 8% 和 5% 外加压应变( 应变 施加的方向与板条形试样的长度方向一致) 情况下 的低倍扫描电镜照片，试样表面平整、均匀，无明显 缺陷． 图 2( b) 和( c) 为有机涂层试样在受到 5. 7% 和 8% 外加拉应变情况下的扫描电镜照片，显示试 样表面布满长短不一的微裂纹，微裂纹总体上沿垂 直于应变加载的方向分布，但是发展走向不断发生 微小变化． 非常明显，受到 8% 外加拉应变的有机涂 层试样表面比受到 5. 7% 外加拉应变的试样表面存 在更多的微裂纹，受到 5. 7% 和 8% 外加拉应变的试 样表面沿应变加载方向每 1 mm 长度分别平均存在 微裂纹 3. 2 条和 4. 4 条． 图 3( a) ～ ( e) 是有机涂层试样较高倍扫描电镜 照片，显示无外加应变、受到 3. 8% 和 5% 外加压应 · 856 ·

第5期 骆晨等：外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 ·659· a (b) (e) 2.0mm 2.0mn m 2.0m 2.0mm 图2有机涂层试样的扫描电镜照片.(a)无外加应变：(b)5.7%外加拉应变：(c)8%外加拉应变：(d)3.8%外加压应变：（©）5%外加 压应变 Fig.2 Low magnification SEM micrographs of organic coating specimens:(a)no prestrain:(b)5.7%tensile prestrain:(c)8%tensile prestrain: (d)3.8%compressive prestrain:(e)5%compressive prestrain 50 um 50 um 50 um 504m 50um 图3有机涂层试样高倍扫描电镜照片.(a)无外加应变：(b)5.7%外加拉应变：(c)8%外加拉应变：(d)3.8%外加压应变：()5%外 加压应变 Fig.3 High magnification SEM micrographs of organic coating specimens:(a)no prestrain:(b)5.7%tensile prestrain:(c)8%tensile prestrain; (d)3.8%compressive prestrain:(e)5%compressive prestrain 变的试样表面存在凹凸不平的现象，但无明显褶皱， 到3.8%和5%外加压应变的电化学阻抗模值较高， 说明与外加拉应变致使试样表面产生微裂纹相比， 而且两条不同水平外加压应变的模值曲线基本重合 外加压应变并不引起试样表面形貌的显著变化.不 (实际上也与无外加应变情况下的模值曲线基本重 过，三种试样表面都存在小尺寸的凹陷，如图3(e) 合.该曲线在文后多次显示，因此未在图5中给 中箭头所示，这些缺陷产生的原因还不清楚.受到 出)，说明外加压应变对有机涂层防护性能的影响 5.7%和8%外加拉应变有机涂层试样的高倍扫描 较小.相反，受到外加拉应变后电化学阻抗模值曲 电镜照片如图3(b)和(c)所示.宽度约1μm更加 线大幅度下降，而且与受到5.7%外加拉应变的情 细小的裂纹由微裂纹前端发展出来，而且这种细小 况相比，受到8%外加拉应变的电化学阻抗模值曲 裂纹有扩展连接成较长微裂纹的趋势，如图中箭头 线较低，说明较高水平的外加拉应变引起有机涂层 所指示. 防护性能更加显著地下降. 进一步研究微裂纹的形貌，发现在面漆涂层裂 上述有机涂层试样电化学阻抗谱所显示防护性 纹的内部底漆涂层己经暴露出来，底漆涂层上也存 能的变化与试样表面形貌在受到外加应变情况下发 在微裂纹.与面漆涂层上的微裂纹相比，底漆涂层 生的变化是一致的.在受到5.7%和8%外加拉应 上的微裂纹缝隙锐利，裂纹宽度较窄，分布较密，同 变的情况下，相应的应力水平都超过了TS6-71氟 样沿垂直于应变加载的方向分布，但扩展走向变化 聚氨酯无光磁漆和TB069锌黄丙烯酸聚氨酯底漆 小，如图4(a)和(b)所示.暴露出来的底漆涂层在 两种材料的断裂强度，导致有机涂层开裂.裂纹的 背散射扫描电镜照片中显示出明亮分散的点状区 生成使有机涂层对溶液的阻挡能力下降，在电化学 域，可能是铬酸锌缓蚀剂的颗粒，如图4(c)和(d) 阻抗谱上反映为模值的下降；应变水平越高，有机涂 所示. 层破坏的越严重，电化学阻抗模值曲线下降的越明 2.1.2外加应变对有机涂层试样电化学阻抗性能 显.在受到外加压应变的情况下，有机涂层内部的 的影响 空洞理论上有可能发生闭合，形成对外界溶液更有 受到5.7%、8%外加拉应变和3.8%、5%外加 效的阻挡作用.然而，两条重合的电化学阻抗模值 压应变有机涂层试样的电化学阻抗模值随电流频率 曲线并未显示出外加压应变有助于有机涂层防护性 变化的曲线如图5所示.曲线非常清楚地显示，受 能的改善

第 5 期 骆 晨等: 外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 图2 有机涂层试样的扫描电镜照片． ( a) 无外加应变; ( b) 5. 7% 外加拉应变; ( c) 8% 外加拉应变; ( d) 3. 8% 外加压应变; ( e) 5% 外加 压应变 Fig． 2 Low magnification SEM micrographs of organic coating specimens: ( a) no prestrain; ( b) 5. 7% tensile prestrain; ( c) 8% tensile prestrain; ( d) 3. 8% compressive prestrain; ( e) 5% compressive prestrain 图3 有机涂层试样高倍扫描电镜照片． ( a) 无外加应变; ( b) 5. 7% 外加拉应变; ( c) 8% 外加拉应变; ( d) 3. 8% 外加压应变; ( e) 5% 外 加压应变 Fig． 3 High magnification SEM micrographs of organic coating specimens: ( a) no prestrain; ( b) 5. 7% tensile prestrain; ( c) 8% tensile prestrain; ( d) 3. 8% compressive prestrain; ( e) 5% compressive prestrain 变的试样表面存在凹凸不平的现象，但无明显褶皱， 说明与外加拉应变致使试样表面产生微裂纹相比， 外加压应变并不引起试样表面形貌的显著变化． 不 过，三种试样表面都存在小尺寸的凹陷，如图 3( e) 中箭头所示，这些缺陷产生的原因还不清楚． 受到 5. 7% 和 8% 外加拉应变有机涂层试样的高倍扫描 电镜照片如图 3( b) 和( c) 所示． 宽度约 1 μm 更加 细小的裂纹由微裂纹前端发展出来，而且这种细小 裂纹有扩展连接成较长微裂纹的趋势，如图中箭头 所指示． 进一步研究微裂纹的形貌，发现在面漆涂层裂 纹的内部底漆涂层已经暴露出来，底漆涂层上也存 在微裂纹． 与面漆涂层上的微裂纹相比，底漆涂层 上的微裂纹缝隙锐利，裂纹宽度较窄，分布较密，同 样沿垂直于应变加载的方向分布，但扩展走向变化 小，如图 4( a) 和( b) 所示． 暴露出来的底漆涂层在 背散射扫描电镜照片中显示出明亮分散的点状区 域，可能是铬酸锌缓蚀剂的颗粒，如图 4( c) 和( d) 所示． 2. 1. 2 外加应变对有机涂层试样电化学阻抗性能 的影响 受到 5. 7% 、8% 外加拉应变和 3. 8% 、5% 外加 压应变有机涂层试样的电化学阻抗模值随电流频率 变化的曲线如图 5 所示． 曲线非常清楚地显示，受 到 3. 8% 和 5% 外加压应变的电化学阻抗模值较高， 而且两条不同水平外加压应变的模值曲线基本重合 ( 实际上也与无外加应变情况下的模值曲线基本重 合． 该曲线在文后多次显示，因此未在图 5 中给 出) ，说明外加压应变对有机涂层防护性能的影响 较小． 相反，受到外加拉应变后电化学阻抗模值曲 线大幅度下降，而且与受到 5. 7% 外加拉应变的情 况相比，受到 8% 外加拉应变的电化学阻抗模值曲 线较低，说明较高水平的外加拉应变引起有机涂层 防护性能更加显著地下降． 上述有机涂层试样电化学阻抗谱所显示防护性 能的变化与试样表面形貌在受到外加应变情况下发 生的变化是一致的． 在受到 5. 7% 和 8% 外加拉应 变的情况下，相应的应力水平都超过了 TS96--71 氟 聚氨酯无光磁漆和 TB06--9 锌黄丙烯酸聚氨酯底漆 两种材料的断裂强度，导致有机涂层开裂． 裂纹的 生成使有机涂层对溶液的阻挡能力下降，在电化学 阻抗谱上反映为模值的下降; 应变水平越高，有机涂 层破坏的越严重，电化学阻抗模值曲线下降的越明 显． 在受到外加压应变的情况下，有机涂层内部的 空洞理论上有可能发生闭合，形成对外界溶液更有 效的阻挡作用． 然而，两条重合的电化学阻抗模值 曲线并未显示出外加压应变有助于有机涂层防护性 能的改善． · 956 ·

·660* 北京科技大学学报 第36卷 (a) (b) 200um 50 um (c) 10m 图4受到8%外加拉应变有机涂层试样的扫描电镜照片.(a,c)二次电子照片：(b,d)背散射照片 Fig. SEM micrographs of organic coating specimens with8%tensile prestrain:(a,e)secondary electron images:(b,d)backscattered electron im- ages 10 有机涂层试样在经历1~7个周期户内加速试验后 100 。8.0%外加拉应变 10 ·5.7%外加拉应变 的照片.可以发现，经过第1个户内加速试验周期 +3.8%外加拉应变 10萨 。一5.0%外加拉应变 (图9(6))，一些微裂纹的位置出现白色物质，零星 10 分布在试样表面，这些是有机涂层下7B04铝合金 10Y 10 基体发生局部腐蚀后生成的腐蚀产物A山，0，·xH,0. 10 ... 在第2个户内加速试验周期后（图9（©）)，试样表面 10 腐蚀产物显著增加，表明有机涂层下合金基体发生 10 更多的局部腐蚀.有意思的是，试样表面被腐蚀产 16101010101010101010 物覆盖的面积从第2个周期开始到第7个周期基本 lgt f/Hz) 没有发生变化，这是以下两类事件同时进行产生的 图5受到外加应变的有机涂层试样电化学阻抗谱Bde图 Fig.5 ElS Bode diagram of organic coating specimens with prestrain 结果.在试样表面下部偏左的位置，经过第2个户 内加速试验周期出现局部腐蚀，腐蚀产物覆盖2mm 2.2户内加速试验过程中有机涂层防护性能的变 ×2mm区域.随着试验的进行，该位置的腐蚀产物 化规律 逐渐减少，腐蚀产物覆盖的区域逐渐缩小，以至于在 2.2.1有机涂层试样表面形貌在户内加速试验过 第7个加速试验周期后已经变为一个点.这说明该 程中的变化 位置有机涂层下合金基体的局部腐蚀速率随加速试 无外加应变、受到3.8%和5%外加压应变的有 验周期增多而逐渐放缓，并在第7个加速试验周期 机涂层试样在经历1~7个周期户内加速试验后的 后基本停止，A3+水解生成腐蚀产物又在含有过硫 照片分别如图6~图8所示.可以发现，这三种类型 酸钠的酸性溶液中分解(AI3++3H,0=Al(OH),+ 的有机涂层试样表面形貌在7个户内加速试验周期 3H+).在试样表面上部偏右的位置，在第6个加速 后并未发生明显变化。 试验周期后才开始出现局部腐蚀，而经过第7个加 图9(a)~(h)所示为受到5.7%外加拉应变的 速试验周期该位置的腐蚀产物显著增多，说明该位

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 4 受到 8% 外加拉应变有机涂层试样的扫描电镜照片． ( a，c) 二次电子照片; ( b，d) 背散射照片 Fig． SEM micrographs of organic coating specimens with 8% tensile prestrain: ( a，c) secondary electron images; ( b，d) backscattered electron im￾ages 图 5 受到外加应变的有机涂层试样电化学阻抗谱 Bode 图 Fig． 5 EIS Bode diagram of organic coating specimens with prestrain 2. 2 户内加速试验过程中有机涂层防护性能的变 化规律 2. 2. 1 有机涂层试样表面形貌在户内加速试验过 程中的变化 无外加应变、受到 3. 8% 和 5% 外加压应变的有 机涂层试样在经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的 照片分别如图 6 ～ 图 8 所示． 可以发现，这三种类型 的有机涂层试样表面形貌在 7 个户内加速试验周期 后并未发生明显变化． 图 9( a) ～ ( h) 所示为受到 5. 7% 外加拉应变的 有机涂层试样在经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后 的照片． 可以发现，经过第 1 个户内加速试验周期 ( 图 9( b) ) ，一些微裂纹的位置出现白色物质，零星 分布在试样表面，这些是有机涂层下 7B04 铝合金 基体发生局部腐蚀后生成的腐蚀产物 Al2O3 ·xH2O． 在第 2 个户内加速试验周期后( 图 9( c) ) ，试样表面 腐蚀产物显著增加，表明有机涂层下合金基体发生 更多的局部腐蚀． 有意思的是，试样表面被腐蚀产 物覆盖的面积从第 2 个周期开始到第 7 个周期基本 没有发生变化，这是以下两类事件同时进行产生的 结果． 在试样表面下部偏左的位置，经过第 2 个户 内加速试验周期出现局部腐蚀，腐蚀产物覆盖 2 mm × 2 mm 区域． 随着试验的进行，该位置的腐蚀产物 逐渐减少，腐蚀产物覆盖的区域逐渐缩小，以至于在 第 7 个加速试验周期后已经变为一个点． 这说明该 位置有机涂层下合金基体的局部腐蚀速率随加速试 验周期增多而逐渐放缓，并在第 7 个加速试验周期 后基本停止，Al3 + 水解生成腐蚀产物又在含有过硫 酸钠的酸性溶液中分解( Al3 + + 3H2O Al  ( OH) 3 + 3H + ) ． 在试样表面上部偏右的位置，在第 6 个加速 试验周期后才开始出现局部腐蚀，而经过第 7 个加 速试验周期该位置的腐蚀产物显著增多，说明该位 · 066 ·

第5期 骆晨等：外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 ·661· (e) 10mm 10 mm 10m 10mn 10mn 10 10 mn 图6无外加应变有机涂层试样未经历和经历1~7个户内加速试验周期后的照片.(a)未经历户内加速试验：(b)1个周期：()2个周 期：(d)3个周期：()4个周期：(05个周期：()6个周期：()7个周期 Fig.6 Photographs of organic coating specimens without prestrain before and after I to 7 cycles of indoor accelerated testing:(a)before indoor accel- erated testing:(b)I eycle:(c)2 cycles:(d)3 cycles:(e)4 cycles:(f)5 cyeles:(g)6 cycles:(h)7 cyeles (e) d (h) 图7受到3.8%外加压应变有机涂层试样未经历和经历1~7个周期户内加速试验后的照片.()未经历户内加速试验：(b)1个周期： (c)2个周期：(d)3个周期：(e)4个周期：(05个周期：(g)6个周期：(h)7个周期 Fig.7 Photographs of organic coating specimens with 3.8%compressive prestrain before and after I to 7 cycles of indoor accelerated testing:(a)be- fore indoor accelerated testing:(b)1 cycle:(e)2 cycles:(d)3 cycles:(e)4 cycles:(f)5 cycles:(g)6 cycles;(h)7 cycles 置的有机涂层防护体系可能经过第5个加速试验周 从第2个周期开始到第7个周期逐渐增大.另外， 期都还具有阻挡腐蚀介质的作用，使合金基体免于 图10()清楚地显示经过第5个户内加速试验周 局部腐蚀 期，试样表面发生有机涂层的剥落.剥落发生在一 图10(a)~(h)所示为受到8.0%外加拉应变 个最早开始的局部腐蚀的位置，剥落区域约3mm× 的有机涂层试样在经历1~7个周期户内加速试验 4mm大，剥落区域的形状受到附近微裂纹的约束. 后的照片.与受到8.0%外加拉应变的有机涂层试 试样表面有机涂层剥落区域从第2个周期开始到第 样一样，经过第1个户内加速试验周期（图10(b), 7个周期并没有增大 腐蚀产物零星出现在试样表面一些微裂纹的位置， 2.2.2有机涂层试样电化学阻抗性能在户内加速 在第2个户内加速试验周期后（图10(c)),试样表 试样过程中的变化 面腐蚀产物显著增加.但是，不同于受到5.7%外加 (1)无外加应变、受到3.8%和5.0%外加压应 拉应变试样的是，试样表面被腐蚀产物覆盖的面积 变的有机涂层试样.图11~图13所示分别为无外

第 5 期 骆 晨等: 外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 图 6 无外加应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个户内加速试验周期后的照片． ( a) 未经历户内加速试验; ( b) 1 个周期; ( c) 2 个周 期; ( d) 3 个周期; ( e) 4 个周期; ( f) 5 个周期; ( g) 6 个周期; ( h) 7 个周期 Fig． 6 Photographs of organic coating specimens without prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing: ( a) before indoor accel￾erated testing; ( b) 1 cycle; ( c) 2 cycles; ( d) 3 cycles; ( e) 4 cycles; ( f) 5 cycles; ( g) 6 cycles; ( h) 7 cycles 图 7 受到 3. 8% 外加压应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的照片． ( a) 未经历户内加速试验; ( b) 1 个周期; ( c) 2 个周期; ( d) 3 个周期; ( e) 4 个周期; ( f) 5 个周期; ( g) 6 个周期; ( h) 7 个周期 Fig． 7 Photographs of organic coating specimens with 3. 8% compressive prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing: ( a) be￾fore indoor accelerated testing; ( b) 1 cycle; ( c) 2 cycles; ( d) 3 cycles; ( e) 4 cycles; ( f) 5 cycles; ( g) 6 cycles; ( h) 7 cycles 置的有机涂层防护体系可能经过第 5 个加速试验周 期都还具有阻挡腐蚀介质的作用，使合金基体免于 局部腐蚀． 图 10( a) ～ ( h) 所示为受到 8. 0% 外加拉应变 的有机涂层试样在经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验 后的照片． 与受到 8. 0% 外加拉应变的有机涂层试 样一样，经过第1 个户内加速试验周期( 图10( b) ) ， 腐蚀产物零星出现在试样表面一些微裂纹的位置， 在第 2 个户内加速试验周期后( 图 10( c) ) ，试样表 面腐蚀产物显著增加． 但是，不同于受到 5. 7% 外加 拉应变试样的是，试样表面被腐蚀产物覆盖的面积 从第 2 个周期开始到第 7 个周期逐渐增大． 另外， 图 10( f) 清楚地显示经过第 5 个户内加速试验周 期，试样表面发生有机涂层的剥落． 剥落发生在一 个最早开始的局部腐蚀的位置，剥落区域约 3 mm × 4 mm 大，剥落区域的形状受到附近微裂纹的约束． 试样表面有机涂层剥落区域从第 2 个周期开始到第 7 个周期并没有增大． 2. 2. 2 有机涂层试样电化学阻抗性能在户内加速 试样过程中的变化 ( 1) 无外加应变、受到 3. 8% 和 5. 0% 外加压应 变的有机涂层试样． 图 11 ～ 图 13 所示分别为无外 · 166 ·

·662* 北京科技大学学报 第36卷 (a) b (e) mm e (g) 图8受到5.0%外加压应变有机涂层试样未经历和经历1~7个周期户内加速试验后的形貌照片：()未经历户内加速试验：(b)1个周 期：(c)2个周期：(d)3个周期：(e)4个周期：(05个周期：(g)6个周期：(h)7个周期 Fig.8 Photographs of organie coating specimens with5.0%compressive prestrain before and after I to7 eycles of indoor accelerated testing:(a)be- fore indoor accelerated testing:(b)1 cycle:(c)2 cycles:(d)3 cycles:(e)4 cycles;(f)5 cycles:(g)6 cycles:(h)7 cycles (a) (hl 1L (e) 图9受到5.7%拉应变面漆涂层试样未经历和经历1~7个周期户内加速试验后的照片：(a)未经历户内加速试验：(b)1个周期：()2 个周期：(d)3个周期：(。)4个周期：(D5个周期：(g)6个周期：(h)7个周期 Fig.9 Photographs of organic coating specimens with 5.7%tensile prestrain before and after I to 7 cycles of indoor accelerated testing:(a)before indoor accelerated testing:(b)I cycle:(e)2 cycles:(d)3 cycles:(e)4 cycles:(f)5 cycles:(g)6 cycles:(h)7 cycles 加应变、受到3.8%和5.0%外加压应变的有机涂层 在进行个别周期加速试验后的模值较高外，其余各 试样在经历1~7个周期户内加速试验后的电化学 周期加速试验后的有机涂层试样Bode曲线呈逐渐 阻抗谱Bode图，特定频率电化学阻抗模值IZy=a1 下降趋势，说明有机涂层试样经历加速试验后防护 在表3列出.由图可见，在第1个户内加速试验周 性能不断下降，这与有机涂层试样表面形貌在第7 期后，有机涂层试样的电化学阻抗模值未发生显著 个户内加速试验周期后未发生明显变化的结果略有 下降，各户内加速试验周期后的模值曲线在高频段 不一致.这表明有机涂层内部实际上产生了微小的 与受到外加应变而未经历户内加速试验情况下的模 损伤，己经成为外界溶液可以渗透的通道.有机涂 值曲线重合 层的吸水率与空洞、裂纹等缺陷的数量成正比， 再经历后续周期的户内加速试验后，除了试样 C、0,和H,0更容易通过孔隙进入涂层中，并到达

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 8 受到 5. 0% 外加压应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的形貌照片: ( a) 未经历户内加速试验; ( b) 1 个周 期; ( c) 2 个周期; ( d) 3 个周期; ( e) 4 个周期; ( f) 5 个周期; ( g) 6 个周期; ( h) 7 个周期 Fig． 8 Photographs of organic coating specimens with 5. 0% compressive prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing: ( a) be￾fore indoor accelerated testing; ( b) 1 cycle; ( c) 2 cycles; ( d) 3 cycles; ( e) 4 cycles; ( f) 5 cycles; ( g) 6 cycles; ( h) 7 cycles 图 9 受到 5. 7% 拉应变面漆涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的照片: ( a) 未经历户内加速试验; ( b) 1 个周期; ( c) 2 个周期; ( d) 3 个周期; ( e) 4 个周期; ( f) 5 个周期; ( g) 6 个周期; ( h) 7 个周期 Fig． 9 Photographs of organic coating specimens with 5. 7% tensile prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing: ( a) before indoor accelerated testing; ( b) 1 cycle; ( c) 2 cycles; ( d) 3 cycles; ( e) 4 cycles; ( f) 5 cycles; ( g) 6 cycles; ( h) 7 cycles 加应变、受到 3. 8% 和 5. 0% 外加压应变的有机涂层 试样在经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的电化学 阻抗谱 Bode 图，特定频率电化学阻抗模值| Z | f = 0. 1 Hz 在表 3 列出． 由图可见，在第 1 个户内加速试验周 期后，有机涂层试样的电化学阻抗模值未发生显著 下降，各户内加速试验周期后的模值曲线在高频段 与受到外加应变而未经历户内加速试验情况下的模 值曲线重合． 再经历后续周期的户内加速试验后，除了试样 在进行个别周期加速试验后的模值较高外，其余各 周期加速试验后的有机涂层试样 Bode 曲线呈逐渐 下降趋势，说明有机涂层试样经历加速试验后防护 性能不断下降，这与有机涂层试样表面形貌在第 7 个户内加速试验周期后未发生明显变化的结果略有 不一致． 这表明有机涂层内部实际上产生了微小的 损伤，已经成为外界溶液可以渗透的通道． 有机涂 层的吸水率与空洞、裂纹等缺陷的数量成正比， Cl － 、O2和 H2O 更容易通过孔隙进入涂层中，并到达 · 266 ·

第5期 骆晨等：外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 ·663· (a) b e 图10受到8.0%拉应变面漆涂层试样未经历和经历1~7个周期户内加速试验后的照片：(a)未经历户内加速试验：(b)1个周期：(c)2 个周期：(d)3个周期：()4个周期：(05个周期：(g)6个周期：(h)7个周期 Fig.10 Photographs of organic coating specimens with 8.0%tensile prestrain before and after I to 7 cycles of indoor accelerated testing:(a)before indoor accelerated testing:(b)I cycle;(e)2 cycles;(d)3 cycles;(e)4 cyeles;(f)5 cyeles;(g)6 cycles:(h)7 cycles 10 。一特 10 109 。一台 ◆1周期 109 外加应变 10 2周期 10 10 一3周期 4一4周期 to 10 周期 10 ◆一6周期 。一7周期 10m 10 64e44t 10 +0030 10 10 10 102 1 10310210109101010101010 10-31021010P1010210101010 Iguf/Hz) lg(f/Hz) 图11无外加应变有机涂层试样未经历和经历1~7个户内加速 图12受到38%外加压应变有机涂层试样未经历和经历1~7 试验周期后的电化学阻抗谱Bode图 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱Bode图 Fig.11 EIS Bode diagram of organic coating specimens without pres- Fig.12 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 3.8% train before and after I to 7 cycles of indoor accelerated testing compressive prestrain before and after I to 7 cycles of indoor acceler- ated testing 有机涂层/合金界面. 另外，在户内加速试验过程中，受到5.0%外加 化产物（如羧酸）溶解水中然后离开有机涂层.因 压应变有机涂层的模值曲线比受到3.8%外加压应 此，随着老化降解，有机涂层内部孔隙率逐渐增加， 变的下降缓慢，受到3.8%外加压应变的又比无外 慢慢形成贯穿整个涂层而且直通基体金属表面的微 加应变的下降缓慢.这说明有机涂层保持防护性能 观或宏观缺陷.受到较大外加压应变的有机涂层防 的能力与外加应变水平有关，在经历相同周期的户 护性能退化幅度较小可能是外加压应变可以减少有 内加速试验周期后，受到较大外加压应变的有机涂 机涂层内部的缺陷萌生速率的缘故. 层防护性能退化幅度较小. 有意思的是，在个别户内加速试验周期后，有机 事实上，环境因素也能诱使有机涂层产生缺陷 涂层试样的电化学阻抗模值反而上升，有的恢复至 在受到紫外线的作用时，有机涂层的树脂高分子链 与试样原始状态相当的水平，例如无外加应变情况 发生光引发链增长、链终结等系列反应，最后分子链 下的第3、4个周期后，受到3.8%外加压应变情况 发生断裂，生成亲水性基团.之后，有机涂层中 下的在第2个周期后，以及受到5.0%外加压应变 分子链的降解产物如小分子醇、醚等挥发，亲水性氧 情况下的第1个周期后.这种电化学阻抗模值升高

第 5 期 骆 晨等: 外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 图 10 受到 8. 0% 拉应变面漆涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的照片: ( a) 未经历户内加速试验; ( b) 1 个周期; ( c) 2 个周期; ( d) 3 个周期; ( e) 4 个周期; ( f) 5 个周期; ( g) 6 个周期; ( h) 7 个周期 Fig． 10 Photographs of organic coating specimens with 8. 0% tensile prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing: ( a) before indoor accelerated testing; ( b) 1 cycle; ( c) 2 cycles; ( d) 3 cycles; ( e) 4 cycles; ( f) 5 cycles; ( g) 6 cycles; ( h) 7 cycles 图 11 无外加应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个户内加速 试验周期后的电化学阻抗谱 Bode 图 Fig． 11 EIS Bode diagram of organic coating specimens without pres￾train before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing 有机涂层/合金界面． 另外，在户内加速试验过程中，受到 5. 0% 外加 压应变有机涂层的模值曲线比受到 3. 8% 外加压应 变的下降缓慢，受到 3. 8% 外加压应变的又比无外 加应变的下降缓慢． 这说明有机涂层保持防护性能 的能力与外加应变水平有关，在经历相同周期的户 内加速试验周期后，受到较大外加压应变的有机涂 层防护性能退化幅度较小． 事实上，环境因素也能诱使有机涂层产生缺陷． 在受到紫外线的作用时，有机涂层的树脂高分子链 发生光引发链增长、链终结等系列反应，最后分子链 发生断裂，生成亲水性基团［25］． 之后，有机涂层中 分子链的降解产物如小分子醇、醚等挥发，亲水性氧 图 12 受到 3. 8% 外加压应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱 Bode 图 Fig． 12 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 3. 8% compressive prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor acceler￾ated testing 化产物( 如羧酸) 溶解水中然后离开有机涂层． 因 此，随着老化降解，有机涂层内部孔隙率逐渐增加， 慢慢形成贯穿整个涂层而且直通基体金属表面的微 观或宏观缺陷． 受到较大外加压应变的有机涂层防 护性能退化幅度较小可能是外加压应变可以减少有 机涂层内部的缺陷萌生速率的缘故． 有意思的是，在个别户内加速试验周期后，有机 涂层试样的电化学阻抗模值反而上升，有的恢复至 与试样原始状态相当的水平，例如无外加应变情况 下的第 3、4 个周期后，受到 3. 8% 外加压应变情况 下的在第 2 个周期后，以及受到 5. 0% 外加压应变 情况下的第 1 个周期后． 这种电化学阻抗模值升高 · 366 ·

·664 北京科技大学学报 第36卷 10 的现象在后述有机涂层试样受到外加拉应变的情况 原始 10 外加应变 下也会出现.这是由于TB06-9锌黄丙烯酸聚氨酯 1周期 底漆在对铝合金进行防护时，除了聚氨酯基体的隔 期期 32 10 ◆5 周周周 离作用外，底漆中的锌铬黄防锈颜料也起重要的防 。6周 ·-7周期 腐蚀作用切.锌铬黄的成分为铬酸锌钾的复盐 10 4Zn0·K204Cr03·3H20.一方面，锌铬黄依靠铬酸 10 根离子的强钝化作用可以促使阳极氧化膜的破损部 10 位进行自钝化修复，由该离子生成的碱式铬酸锌结 10 0310210H109101021010.10910 晶体也可以吸附在金属基体与有机涂层的界面上， lg(f/Hz) 造成电导通路的阻塞，从而阻止腐蚀的进一步发生 图13受到5.0%外加压应变有机涂层试样未经历和经历1~7 (也就是缓蚀剂的几何覆盖效应)；另一方面，锌铬 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱Bode图 黄是一种阴极缓蚀剂，锌黄中溶出的锌阳离子会沉 Fig.13 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 5.0% compressive prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor acceler- 积在阴极区，使阴极极化，从而减缓金属腐蚀反应的 ated testing 进行，所以涂层阻抗模值在老化中有一个增大过程 表3有机涂层试样未经历和经历1~7个户内加速试验周期后的特定频率电化学阻抗值 Table 3 Electrochemical impedance of organic coating specimens before and after I to 7 cycles of indoor accelerated testing |Z/-a1/0 户内加速试验 外加压应变 外加拉应变 无外加应变 3.8% 5.0% 5.7% 8.0% 原始试样 1.4×10 一 外加应变 1.1×109 5.7×108 5.6×105 1.5×106 1个周期 1.2×109 2.5×108 8.7×108 1.3×105 2.2×104 2个周期 9.2×107 1.8×109 1.0×109 1.4×105 5.2×104 3个周期 5.4×108 8.7×107 2.1×109 6.1×104 3.5×104 4个周期 1.3×109 1.2×107 1.4×109 5.7×104 3.2×10 5个周期 1.2×10 9.5×106 8.7×107 5.1×104 1.7×10 6个周期 1.0×105 4.2×105 1.2×108 6.9×104 2.4×104 7个周期 2.4×105 1.9×106 1.1×108 2.4×10 2.9×10 (2)受到5.7%外加拉应变的有机涂层试样 101 ·一原始 图14所示为受到5.7%外加拉应变的有机涂层试 100 外加应变 109 样在经历1~7个周期户内加速试验后的电化学阻 10 3 抗谱Bode图.由图可见，在第1个户内加速试验周 10 期后，有机涂层试样的电化学阻抗模值与无外加应 10 ·6周期 ·7周期 10 变的原始情况相比大幅度下降，特定频率（∫= 10 0.1Hz)的电化学阻抗模值下降了4个数量级，与受 103 到5.7%外加拉应变而未经历户内加速试验的情况 102 1 相比则降幅微小，|Z引，=a1只下降了不到1个数量 1031021011010102103101010 级.这说明在第1个户内加速试验周期后，试样的 lg(f/Hz) 防护性能遭到的破坏仍然主要来自外加拉应变，户 图14受到5.7%外加拉应变有机涂层试样未经历和经历1~7 内加速试验的造成的破坏仅占次要成分.受到破坏 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱Bode图 后，有机涂层不再能阻挡腐蚀介质与合金基体接触， Fig.14 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 5.7% tensile prestrain before and after I to 7 cycles of indoor accelerated tes- 合金基体开始发生腐蚀，而试样表面开始出现腐蚀 ting 产物. 再经历后续周期的户内加速试验后，有机涂层 防护性能下降的幅度较小.结合试样表面形貌的变

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 13 受到 5. 0% 外加压应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱 Bode 图 Fig． 13 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 5. 0% compressive prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor acceler￾ated testing 的现象在后述有机涂层试样受到外加拉应变的情况 下也会出现． 这是由于 TB06 － 9 锌黄丙烯酸聚氨酯 底漆在对铝合金进行防护时，除了聚氨酯基体的隔 离作用外，底漆中的锌铬黄防锈颜料也起重要的防 腐蚀作用［26--32］． 锌铬黄的成分为铬酸锌钾的复盐 4ZnO·K2O·4CrO3 ·3H2O． 一方面，锌铬黄依靠铬酸 根离子的强钝化作用可以促使阳极氧化膜的破损部 位进行自钝化修复，由该离子生成的碱式铬酸锌结 晶体也可以吸附在金属基体与有机涂层的界面上， 造成电导通路的阻塞，从而阻止腐蚀的进一步发生 ( 也就是缓蚀剂的几何覆盖效应) ; 另一方面，锌铬 黄是一种阴极缓蚀剂，锌黄中溶出的锌阳离子会沉 积在阴极区，使阴极极化，从而减缓金属腐蚀反应的 进行，所以涂层阻抗模值在老化中有一个增大过程． 表 3 有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个户内加速试验周期后的特定频率电化学阻抗值 Table 3 Electrochemical impedance of organic coating specimens before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing 户内加速试验 | Z| f = 0. 1 Hz /Ω 无外加应变 外加压应变 外加拉应变 3. 8% 5. 0% 5. 7% 8. 0% 原始试样 1. 4 × 109 — — — — 外加应变 — 1. 1 × 109 5. 7 × 108 5. 6 × 105 1. 5 × 106 1 个周期 1. 2 × 109 2. 5 × 108 8. 7 × 108 1. 3 × 105 2. 2 × 104 2 个周期 9. 2 × 107 1. 8 × 109 1. 0 × 109 1. 4 × 105 5. 2 × 104 3 个周期 5. 4 × 108 8. 7 × 107 2. 1 × 109 6. 1 × 104 3. 5 × 104 4 个周期 1. 3 × 109 1. 2 × 107 1. 4 × 109 5. 7 × 104 3. 2 × 104 5 个周期 1. 2 × 106 9. 5 × 106 8. 7 × 107 5. 1 × 104 1. 7 × 104 6 个周期 1. 0 × 105 4. 2 × 105 1. 2 × 108 6. 9 × 104 2. 4 × 104 7 个周期 2. 4 × 105 1. 9 × 106 1. 1 × 108 2. 4 × 104 2. 9 × 104 ( 2) 受到 5. 7% 外加拉应变的有机涂层试样． 图 14 所示为受到 5. 7% 外加拉应变的有机涂层试 样在经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的电化学阻 抗谱 Bode 图． 由图可见，在第 1 个户内加速试验周 期后，有机涂层试样的电化学阻抗模值与无外加应 变的原 始 情 况 相 比 大 幅 度 下 降，特 定 频 率 ( f = 0. 1 Hz) 的电化学阻抗模值下降了 4 个数量级，与受 到 5. 7% 外加拉应变而未经历户内加速试验的情况 相比则降幅微小，| Z | f = 0. 1 Hz只下降了不到 1 个数量 级． 这说明在第 1 个户内加速试验周期后，试样的 防护性能遭到的破坏仍然主要来自外加拉应变，户 内加速试验的造成的破坏仅占次要成分． 受到破坏 后，有机涂层不再能阻挡腐蚀介质与合金基体接触， 合金基体开始发生腐蚀，而试样表面开始出现腐蚀 产物． 再经历后续周期的户内加速试验后，有机涂层 图 14 受到 5. 7% 外加拉应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱 Bode 图 Fig． 14 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 5. 7% tensile prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated tes￾ting 防护性能下降的幅度较小． 结合试样表面形貌的变 · 466 ·

第5期 骆晨等：外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 ·665· 化一起进行分析，在第1个户内加速试验周期后，腐 响更加显著.经过第1个户内加速试验周期，试样 蚀产物不断积累，填充有机涂层内部的缺陷，对外界 防护性能受到破坏，有机涂层不再能将阻挡腐蚀介 溶液形成一定阻碍作用，使涂层的防护性能下降缓 质与合金基体完全隔开，有机涂层下7B04铝合金 慢，这在电化学阻抗谱上反映为模值曲线下降缓慢. 基体发生局部腐蚀后生成白色的腐蚀产物 这种阻碍作用反过来又影响了溶解在溶液中的氧向 与受到5.7%外加拉应力的情况相比，再经历 有机涂层一合金界面的扩散，降低局部溶液的去极 后续周期的户内加速试验时，有机涂层防护体系的 化能力，影响局部腐蚀的阴极还原反应，使有机涂层 防护性能下降幅度略大.结合试样表面形貌的变化 下的合金基体腐蚀速率变慢，所以照片中试样表面 一起进行分析，在第2个户内加速试验周期后，有机 腐蚀产物量基本未发生变化 涂层下合金基体发生更多的局部腐蚀，而且随着户 (3)受到8.0%外加拉应变的有机涂层试样. 内加速试验周期的增多，有机涂层防护体系积累了 图15所示为受到8.0%外加拉应变有机涂层试样 越来越严重的损伤.由于有机涂层内部损伤过多， 在经历1~7个周期户内加速试验后的电化学阻抗 生成的腐蚀产物无法像外加拉应变水平较低的情况 谱Bode图.与受到5.7%外加拉应变的情况一样， 将损伤填充，所以电化学阻抗下降较多，有机涂层下 在第1个户内加速试验周期后，有机涂层试样的电 合金基体的局部腐蚀速率逐渐加快，试样表面被腐 化学阻抗模值与无外加应变的原始情况相比大幅度 蚀产物覆盖的面积也就逐渐增大. 下降，特定频率的电化学阻抗模值下降了5个数量 腐蚀产物A山，0，·xH,0在有机涂层与合金基体 级.不同的是，与受到8.0%外加拉应变而未经历户 之间的界面形成，然后沿有机涂层内部的空洞发展， 内加速试验的情况相比也下降了2个数量级，防护 最后在外界溶液较高pH值的作用下沉积在试样表 性能第2次明显的下降.这说明在第1个加速试验 面.沉积的位置主要以显微裂纹为中心，将显微裂 周后，受到8.0%外加拉应变的有机涂层试样的防 纹和邻近的周边区域覆盖，如图16(a)和(b)所示. 护性能遭到了来自外加拉应变和户内加速试验两个 一般认为大量白色块状腐蚀产物覆盖的位置下面就 方面的破坏，也就是户内加速试验造成的破坏比例 是局部腐蚀发生的位置，在远离局部腐蚀的位置，沉 更大. 积的腐蚀产物由块状变为碎颗粒状（图16(c)和 10 ()).当局部腐蚀发生的位置靠近试样的边缘时， 一定的 106 一一外加应变 腐蚀产物还有可能沉积在用于密封试样的胶带上， 一周 10 如图17(a)和(b)所示.另外，对比图4(c)、(d)和 10 10 ◆5期 图16(e)、(f),可以发现后者显示的底漆涂层中没 有明亮的点状物质，说明在户内加速试验过程中锌 铬黄缓蚀剂颗粒已经被消耗完. 10 10 局部腐蚀进行过程中，阴极区域发生氧的还原 反应，生成高浓度的OH,破坏有机涂层和金属间 1031021010P1010103101010° 的界面结合力，导致更多腐蚀性介质进入涂层/合金 lgU/Hz) 界面，在膜下发生腐蚀.另外，随着腐蚀产物的增 图15受到8.0%外加拉应变有机涂层试样未经历和经历1~7 多，涂层受到内应力而发生起泡或剥离，进一步扩大 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱Bode图 了金属基体与电解质溶液的接触面积，发生更为严 Fig.15 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 8.0% 重的腐蚀.在第5个户内加速试验周期，有机涂层 tensile prestrain before and after I to 7 cycles of indoor accelerated testing 的损伤积累到一定程度，试样表面TS96-71氟聚氨 酯无光磁漆发生剥落 可见，有机涂层在外加应变和环境因素的共同 3讨论 作用下发生损伤.有机涂层的防护性能与外加应变 的水平有关，当外加应变水平较高时，涂层防护性能 研究显示TS96一71氟聚氨酯无光磁漆可以很 受到的影响较大，在经历相同周期的加速老化试验 好地抵挡水和其他腐蚀性介质的渗入，作为面漆具 后，涂层性能退化更为明显.这可能是因为较高水 有很好的防护性能，而且本身具有很好的耐候性，在 平外加拉应变使水分子和氯离子在有机涂层中的渗 经过长时间的紫外老化以及盐雾试验后，其防护性 透更容易，所以环境因素对有机涂层防护性能的影 能并没有显著降低.然而，在实际服役过程中，施工

第 5 期 骆 晨等: 外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响 化一起进行分析，在第 1 个户内加速试验周期后，腐 蚀产物不断积累，填充有机涂层内部的缺陷，对外界 溶液形成一定阻碍作用，使涂层的防护性能下降缓 慢，这在电化学阻抗谱上反映为模值曲线下降缓慢． 这种阻碍作用反过来又影响了溶解在溶液中的氧向 有机涂层--合金界面的扩散，降低局部溶液的去极 化能力，影响局部腐蚀的阴极还原反应，使有机涂层 下的合金基体腐蚀速率变慢，所以照片中试样表面 腐蚀产物量基本未发生变化． ( 3) 受到 8. 0% 外加拉应变的有机涂层试样． 图 15 所示为受到 8. 0% 外加拉应变有机涂层试样 在经历 1 ～ 7 个周期户内加速试验后的电化学阻抗 谱 Bode 图． 与受到 5. 7% 外加拉应变的情况一样， 在第 1 个户内加速试验周期后，有机涂层试样的电 化学阻抗模值与无外加应变的原始情况相比大幅度 下降，特定频率的电化学阻抗模值下降了 5 个数量 级． 不同的是，与受到 8. 0% 外加拉应变而未经历户 内加速试验的情况相比也下降了 2 个数量级，防护 性能第 2 次明显的下降． 这说明在第 1 个加速试验 周后，受到 8. 0% 外加拉应变的有机涂层试样的防 护性能遭到了来自外加拉应变和户内加速试验两个 方面的破坏，也就是户内加速试验造成的破坏比例 更大． 图 15 受到 8. 0% 外加拉应变有机涂层试样未经历和经历 1 ～ 7 个户内加速试验周期后的电化学阻抗谱 Bode 图 Fig． 15 EIS Bode diagram of organic coating specimens with 8. 0% tensile prestrain before and after 1 to 7 cycles of indoor accelerated testing 可见，有机涂层在外加应变和环境因素的共同 作用下发生损伤． 有机涂层的防护性能与外加应变 的水平有关，当外加应变水平较高时，涂层防护性能 受到的影响较大，在经历相同周期的加速老化试验 后，涂层性能退化更为明显． 这可能是因为较高水 平外加拉应变使水分子和氯离子在有机涂层中的渗 透更容易，所以环境因素对有机涂层防护性能的影 响更加显著． 经过第 1 个户内加速试验周期，试样 防护性能受到破坏，有机涂层不再能将阻挡腐蚀介 质与合金基体完全隔开，有机涂层下 7B04 铝合金 基体发生局部腐蚀后生成白色的腐蚀产物． 与受到 5. 7% 外加拉应力的情况相比，再经历 后续周期的户内加速试验时，有机涂层防护体系的 防护性能下降幅度略大． 结合试样表面形貌的变化 一起进行分析，在第 2 个户内加速试验周期后，有机 涂层下合金基体发生更多的局部腐蚀，而且随着户 内加速试验周期的增多，有机涂层防护体系积累了 越来越严重的损伤． 由于有机涂层内部损伤过多， 生成的腐蚀产物无法像外加拉应变水平较低的情况 将损伤填充，所以电化学阻抗下降较多，有机涂层下 合金基体的局部腐蚀速率逐渐加快，试样表面被腐 蚀产物覆盖的面积也就逐渐增大． 腐蚀产物 Al2O3 ·xH2O 在有机涂层与合金基体 之间的界面形成，然后沿有机涂层内部的空洞发展， 最后在外界溶液较高 pH 值的作用下沉积在试样表 面． 沉积的位置主要以显微裂纹为中心，将显微裂 纹和邻近的周边区域覆盖，如图 16( a) 和( b) 所示． 一般认为大量白色块状腐蚀产物覆盖的位置下面就 是局部腐蚀发生的位置，在远离局部腐蚀的位置，沉 积的腐蚀产物由块状变为碎颗粒状( 图 16 ( c) 和 ( d) ) ． 当局部腐蚀发生的位置靠近试样的边缘时， 腐蚀产物还有可能沉积在用于密封试样的胶带上， 如图 17( a) 和( b) 所示． 另外，对比图 4( c) 、( d) 和 图 16( e) 、( f) ，可以发现后者显示的底漆涂层中没 有明亮的点状物质，说明在户内加速试验过程中锌 铬黄缓蚀剂颗粒已经被消耗完． 局部腐蚀进行过程中，阴极区域发生氧的还原 反应，生成高浓度的 OH － ，破坏有机涂层和金属间 的界面结合力，导致更多腐蚀性介质进入涂层/合金 界面，在膜下发生腐蚀． 另外，随着腐蚀产物的增 多，涂层受到内应力而发生起泡或剥离，进一步扩大 了金属基体与电解质溶液的接触面积，发生更为严 重的腐蚀． 在第 5 个户内加速试验周期，有机涂层 的损伤积累到一定程度，试样表面 TS96--71 氟聚氨 酯无光磁漆发生剥落． 3 讨论 研究显示 TS96--71 氟聚氨酯无光磁漆可以很 好地抵挡水和其他腐蚀性介质的渗入，作为面漆具 有很好的防护性能，而且本身具有很好的耐候性，在 经过长时间的紫外老化以及盐雾试验后，其防护性 能并没有显著降低． 然而，在实际服役过程中，施工 · 566 ·