改性氧化石墨烯協(xié)同增效飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的結(jié)構(gòu)與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-09 12:08
作為控制金屬腐蝕的產(chǎn)生及擴(kuò)展的一種有效手段,飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑(CICs)被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)維修領(lǐng)域,以提高安全裕度。然而為了減輕飛機(jī)的重量,CICs構(gòu)成的保護(hù)膜一般都較薄,導(dǎo)致其防腐能力隨著厚度的減小而有所減弱。采用加入填料的方法能有效提高CICs的防腐性能。作為石墨烯的衍生物之一,氧化石墨烯(GO)豐富的含氧官能團(tuán)有利于增強(qiáng)其對(duì)極性物質(zhì)的親和力,但卻阻礙了在油性基體中的分散。材料表面的功能化修飾能有效地促進(jìn)其在弱極性基體中的分布。針對(duì)GO在弱極性基體中的分散問(wèn)題,以CICs的主要成分結(jié)構(gòu)為依據(jù),根據(jù)相似相容原理,本論文提出對(duì)GO進(jìn)行功能化處理,首次將改性GO引入到CICs中制備成復(fù)合涂層,研究不同改性產(chǎn)物與CICs構(gòu)成的復(fù)合涂層對(duì)金屬基底防腐性能的影響,明確改性產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和濃度對(duì)不同CICs構(gòu)成的復(fù)合涂層防腐性能和耐老化性能的增效作用。具體研究?jī)?nèi)容如下:采用改良的Hummer法制備氧化程度較高的GO;以CICs主要成分為依據(jù),根據(jù)相似相容原則對(duì)GO進(jìn)行功能化處理,對(duì)制得的GO和改性產(chǎn)物進(jìn)行元素及成鍵方式、結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性能分析,研究不同改性產(chǎn)物與CICs構(gòu)成的復(fù)合涂層的防腐性能,選擇性...
【文章來(lái)源】:四川師范大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
飛機(jī)不同部位的腐蝕:(a)機(jī)身,(b)飛機(jī)某結(jié)構(gòu),(c)蒙皮結(jié)構(gòu),(d)不銹鋼螺釘與中碳鋼板材連接縫隙處
第一章緒論51.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑概述1.2.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的作用原理作為一種航空化學(xué)產(chǎn)品,飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑一般由具有低表面張力的揮發(fā)性溶劑、表面活性劑、成膜劑、緩蝕劑等組成,能有效控制腐蝕的產(chǎn)生和擴(kuò)展,在民用航空領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的作用原理是控制水分在飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)部集聚,并為飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料表面提供一層保護(hù)薄膜。它具有很強(qiáng)的滲透性和快速成膜的能力,可滲透到飛機(jī)的裂紋、空隙、緊固件頭部縫隙等處并將飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料表面的水分驅(qū)出,在溶劑揮發(fā)后快速形成一層保護(hù)薄膜,通過(guò)這層保護(hù)薄膜來(lái)保護(hù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料,延緩或抑制在復(fù)雜惡劣多變的飛行環(huán)境(紫外光、熱、氧氣、水分、溫度驟降等)下與腐蝕性介質(zhì)的直接接觸,從而延緩或抑制飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕[48-51]。圖1.2為飛機(jī)日常腐蝕防護(hù)工作。圖1.2飛機(jī)內(nèi)倉(cāng)某結(jié)構(gòu)(a)腐蝕情況檢查及(b)防腐劑的應(yīng)用Fig.1.2(a)Inspectionofcorrosionand(b)applicationofcorrosioninhibitingcompoudsofastructureinaircraftinternals1.2.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的種類空客公司和波音公司所使用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑種類繁多,不同公司針對(duì)飛機(jī)不同部位的不同金屬結(jié)構(gòu)材料,所選用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑也會(huì)不同,其中針對(duì)鋁制結(jié)構(gòu)材料和鋁制零部件的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的選用量是最大的,即該類型的防腐劑的使用范圍是最廣的。王振良等[52]參照SB、SL、SRM、AMM、CMM、MPD等各種維修文件,總結(jié)出就空客飛機(jī)而言,使用量較大、適用范圍較廣的結(jié)構(gòu)件用防腐劑是12ABB1、12ABC1、12ACB1、12ACC1、12ADB1;而波音飛機(jī)使用量較大、適用范圍較廣的結(jié)構(gòu)件用防腐劑是BMS3-23、BMS3-26、BMS3-29、BMS3-35。
四川師范大學(xué)碩士論文8膜結(jié)構(gòu)。每個(gè)碳原子的3個(gè)電子形成平面的sp2雜化軌道,剩余的一個(gè)p軌道電子形成離域大π鍵,電子可以在平面內(nèi)自由移動(dòng),這種特殊的結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯優(yōu)良的電學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)和阻隔效應(yīng)等性能[80-82]。圖1.3(a)單層石墨烯,(b)石墨烯層疊成石墨,(c)石墨烯卷曲成碳納米管,(d)石墨烯翹曲成富勒烯[83,84]Fig.1.3(a)Singlelayergraphene,(b)graphite,(c)carbonnanotube,(d)fullerene圖1.4石墨烯的結(jié)構(gòu)Fig.1.4Thestructureofgraphene獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予石墨烯優(yōu)異的物理化學(xué)性能,主要涵蓋了以下幾個(gè)方面。(1)輕質(zhì):石墨烯只有單個(gè)碳原子厚度,其厚度僅有0.335nm,其松裝密度為0.13g/cm2,是目前為止發(fā)現(xiàn)的最輕最薄的材料,能有效降低涂層的重量[85-87]。張煒強(qiáng)等[88]將石墨烯應(yīng)用于鋁合金防腐涂料,發(fā)現(xiàn)當(dāng)摻雜石墨烯后,鋁合金防腐涂料的柔韌性、耐沖擊性和耐水性均有提升,經(jīng)過(guò)2000h的耐鹽霧試驗(yàn),涂層不起泡,劃線處也沒(méi)有產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象;同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)制得的涂層面密度(1.26g/cm3)比傳統(tǒng)涂料的面密度(1.92g/cm3)還低時(shí),經(jīng)過(guò)2000h的鹽霧試驗(yàn),涂層也未出現(xiàn)起泡、銹蝕等腐蝕情況,使得涂料不僅滿足了輕質(zhì)化的防腐要求,還兼具了最佳的綜合性能。石墨烯這種輕質(zhì)的特性,使其具有較高的市場(chǎng)價(jià)值。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕失效成因與防腐措施[J]. 王振成. 中國(guó)設(shè)備工程. 2019(01)
[2]石墨烯在艦船材料防腐中的應(yīng)用及展望[J]. 張歡,楊季雨,趙麗娟,宋永嬌,吳錦榮. 中國(guó)艦船研究. 2018(S1)
[3]氧化石墨烯摻雜含量對(duì)石墨烯/PEDOT:PSS復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響[J]. 朱雪喬,杜鵑,袁琪,羅艷,鐘毅. 化工新型材料. 2018(12)
[4]鎂合金在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 費(fèi)有靜. 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(12)
[5]飛機(jī)防腐劑的適航與施工[J]. 彭華喬,李林,葉李薇,張亞博,李開(kāi)宇,王強(qiáng),張帆,蘇正良. 電鍍與涂飾. 2018(19)
[6]關(guān)于飛機(jī)防腐劑的使用與探討[J]. 王振良,劉斌. 航空維修與工程. 2018(07)
[7]復(fù)合材料型材在紫外-凝露和自然環(huán)境下老化機(jī)制[J]. 楊曙蘭,劉偉慶,方園. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[8]鋁合金用輕質(zhì)化石墨烯防腐涂層的研制[J]. 張煒強(qiáng),薛鵬,倪維良,胡秀東,郁飛,譚偉民. 涂料技術(shù)與文摘. 2017(07)
[9]氧化石墨烯的制備與表征[J]. 周敏. 化工技術(shù)與開(kāi)發(fā). 2017(07)
[10]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黃國(guó)家,陳志剛,李茂東,楊波,辛明亮,李仕平,尹宗杰. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
博士論文
[1]聚乙烯醇/凹凸棒土納米復(fù)合材料的制備、表征及其性能研究[D]. 彭志勤.東華大學(xué) 2006
碩士論文
[1]石墨烯在金屬防腐中的應(yīng)用研究[D]. 李娟娟.四川師范大學(xué) 2018
[2]改性氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備及防腐性能[D]. 鄒明明.陜西科技大學(xué) 2018
[3]自愈合涂層的制備及其防腐蝕性能的研究[D]. 武婷婷.大連理工大學(xué) 2013
[4]氧化石墨烯基聚乙烯醇懸浮液的流變行為研究[D]. 石鎮(zhèn)坤.復(fù)旦大學(xué) 2013
本文編號(hào):3485306
【文章來(lái)源】:四川師范大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
飛機(jī)不同部位的腐蝕:(a)機(jī)身,(b)飛機(jī)某結(jié)構(gòu),(c)蒙皮結(jié)構(gòu),(d)不銹鋼螺釘與中碳鋼板材連接縫隙處
第一章緒論51.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑概述1.2.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的作用原理作為一種航空化學(xué)產(chǎn)品,飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑一般由具有低表面張力的揮發(fā)性溶劑、表面活性劑、成膜劑、緩蝕劑等組成,能有效控制腐蝕的產(chǎn)生和擴(kuò)展,在民用航空領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的作用原理是控制水分在飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)部集聚,并為飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料表面提供一層保護(hù)薄膜。它具有很強(qiáng)的滲透性和快速成膜的能力,可滲透到飛機(jī)的裂紋、空隙、緊固件頭部縫隙等處并將飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料表面的水分驅(qū)出,在溶劑揮發(fā)后快速形成一層保護(hù)薄膜,通過(guò)這層保護(hù)薄膜來(lái)保護(hù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料,延緩或抑制在復(fù)雜惡劣多變的飛行環(huán)境(紫外光、熱、氧氣、水分、溫度驟降等)下與腐蝕性介質(zhì)的直接接觸,從而延緩或抑制飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕[48-51]。圖1.2為飛機(jī)日常腐蝕防護(hù)工作。圖1.2飛機(jī)內(nèi)倉(cāng)某結(jié)構(gòu)(a)腐蝕情況檢查及(b)防腐劑的應(yīng)用Fig.1.2(a)Inspectionofcorrosionand(b)applicationofcorrosioninhibitingcompoudsofastructureinaircraftinternals1.2.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的種類空客公司和波音公司所使用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑種類繁多,不同公司針對(duì)飛機(jī)不同部位的不同金屬結(jié)構(gòu)材料,所選用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑也會(huì)不同,其中針對(duì)鋁制結(jié)構(gòu)材料和鋁制零部件的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用防腐劑的選用量是最大的,即該類型的防腐劑的使用范圍是最廣的。王振良等[52]參照SB、SL、SRM、AMM、CMM、MPD等各種維修文件,總結(jié)出就空客飛機(jī)而言,使用量較大、適用范圍較廣的結(jié)構(gòu)件用防腐劑是12ABB1、12ABC1、12ACB1、12ACC1、12ADB1;而波音飛機(jī)使用量較大、適用范圍較廣的結(jié)構(gòu)件用防腐劑是BMS3-23、BMS3-26、BMS3-29、BMS3-35。
四川師范大學(xué)碩士論文8膜結(jié)構(gòu)。每個(gè)碳原子的3個(gè)電子形成平面的sp2雜化軌道,剩余的一個(gè)p軌道電子形成離域大π鍵,電子可以在平面內(nèi)自由移動(dòng),這種特殊的結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯優(yōu)良的電學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)和阻隔效應(yīng)等性能[80-82]。圖1.3(a)單層石墨烯,(b)石墨烯層疊成石墨,(c)石墨烯卷曲成碳納米管,(d)石墨烯翹曲成富勒烯[83,84]Fig.1.3(a)Singlelayergraphene,(b)graphite,(c)carbonnanotube,(d)fullerene圖1.4石墨烯的結(jié)構(gòu)Fig.1.4Thestructureofgraphene獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予石墨烯優(yōu)異的物理化學(xué)性能,主要涵蓋了以下幾個(gè)方面。(1)輕質(zhì):石墨烯只有單個(gè)碳原子厚度,其厚度僅有0.335nm,其松裝密度為0.13g/cm2,是目前為止發(fā)現(xiàn)的最輕最薄的材料,能有效降低涂層的重量[85-87]。張煒強(qiáng)等[88]將石墨烯應(yīng)用于鋁合金防腐涂料,發(fā)現(xiàn)當(dāng)摻雜石墨烯后,鋁合金防腐涂料的柔韌性、耐沖擊性和耐水性均有提升,經(jīng)過(guò)2000h的耐鹽霧試驗(yàn),涂層不起泡,劃線處也沒(méi)有產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象;同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)制得的涂層面密度(1.26g/cm3)比傳統(tǒng)涂料的面密度(1.92g/cm3)還低時(shí),經(jīng)過(guò)2000h的鹽霧試驗(yàn),涂層也未出現(xiàn)起泡、銹蝕等腐蝕情況,使得涂料不僅滿足了輕質(zhì)化的防腐要求,還兼具了最佳的綜合性能。石墨烯這種輕質(zhì)的特性,使其具有較高的市場(chǎng)價(jià)值。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕失效成因與防腐措施[J]. 王振成. 中國(guó)設(shè)備工程. 2019(01)
[2]石墨烯在艦船材料防腐中的應(yīng)用及展望[J]. 張歡,楊季雨,趙麗娟,宋永嬌,吳錦榮. 中國(guó)艦船研究. 2018(S1)
[3]氧化石墨烯摻雜含量對(duì)石墨烯/PEDOT:PSS復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響[J]. 朱雪喬,杜鵑,袁琪,羅艷,鐘毅. 化工新型材料. 2018(12)
[4]鎂合金在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 費(fèi)有靜. 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(12)
[5]飛機(jī)防腐劑的適航與施工[J]. 彭華喬,李林,葉李薇,張亞博,李開(kāi)宇,王強(qiáng),張帆,蘇正良. 電鍍與涂飾. 2018(19)
[6]關(guān)于飛機(jī)防腐劑的使用與探討[J]. 王振良,劉斌. 航空維修與工程. 2018(07)
[7]復(fù)合材料型材在紫外-凝露和自然環(huán)境下老化機(jī)制[J]. 楊曙蘭,劉偉慶,方園. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[8]鋁合金用輕質(zhì)化石墨烯防腐涂層的研制[J]. 張煒強(qiáng),薛鵬,倪維良,胡秀東,郁飛,譚偉民. 涂料技術(shù)與文摘. 2017(07)
[9]氧化石墨烯的制備與表征[J]. 周敏. 化工技術(shù)與開(kāi)發(fā). 2017(07)
[10]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黃國(guó)家,陳志剛,李茂東,楊波,辛明亮,李仕平,尹宗杰. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
博士論文
[1]聚乙烯醇/凹凸棒土納米復(fù)合材料的制備、表征及其性能研究[D]. 彭志勤.東華大學(xué) 2006
碩士論文
[1]石墨烯在金屬防腐中的應(yīng)用研究[D]. 李娟娟.四川師范大學(xué) 2018
[2]改性氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備及防腐性能[D]. 鄒明明.陜西科技大學(xué) 2018
[3]自愈合涂層的制備及其防腐蝕性能的研究[D]. 武婷婷.大連理工大學(xué) 2013
[4]氧化石墨烯基聚乙烯醇懸浮液的流變行為研究[D]. 石鎮(zhèn)坤.復(fù)旦大學(xué) 2013
本文編號(hào):3485306
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