一种多种固体颗粒吸附下的铝合金表面腐蚀试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及针对铝合金的固体颗粒与大气污染成分协同作用测试方法，特别适用于铝合金在复杂服役条件如多种污染物存在，有较大温湿度变化的情况下的初期腐蚀性能评价，即一种多种固体颗粒吸附下的铝合金表面腐蚀试验方法。
【背景技术】
[0002]固体颗粒与大气污染成分协同作用试验技术的目的是针对铝合金初期腐蚀的特点，在一定程度上开展铝合金腐蚀情况的评价和预测，这是一项长期以来被人们关注的技术。早期由于技术条件所限，人们只是针对单一因素或单种固体颗粒的试验来评价铝合金的腐蚀性能，并形成了一些标准。例如GB/T 2423.50-2012环境试验第2部分:试验方法试验Cy:恒定湿热，主要用于湿热的加速试验，GB/T 9789-2008二氧化硫试验，主要用于大气污染组分二氧化硫的加速试验。但是随后的研究发现:由于单因素的环境试验忽略了造成铝合金失效的许多重要因素，同时单种颗粒因素的试验忽略了不同类型颗粒对铝合金初期腐蚀的影响，所以以前的试验对铝合金前期的腐蚀评价并不十分可靠，不能满足对铝合金腐蚀预测的要求。因此很多研究者开始发展各种综合加速试验及分析方法，以求尽可能包括造成腐蚀的重要因素。例如直接进行户外试验的GB/T 24517-2009金属和合金的腐蚀户外周期喷淋暴露试验，该综合环境试验方法考虑了户外环境和NaCl污染物的作用，较好地模拟了铝合金的实际破坏过程。但是该标准并未考虑到实际过程中由于不同种类的固体颗粒对铝合金造成的腐蚀，特别是在一些污染物种类分布中氯化钠等盐类含量较少的地区，其腐蚀发生的影响因素及测试。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种多种固体颗粒吸附下的铝合金表面腐蚀试验方法。本发明的试验选取不同类型的三种固体颗粒，在二氧化硫环境中进行湿热试验。所述的三种固体颗粒为可溶性吸附性颗粒(例如氯化钠)、不可溶有吸附性颗粒(例如活性碳)以及不可溶无吸附性颗粒(例如二氧化硅)。将三种固体颗粒分别在铝合金试样表面均匀分布;所述的二氧化硫环境中的二氧化硫浓度为lOppb?lOOOppm;所述的温湿度范围为70%以上;所述试验按照不同二氧化硫浓度和不同温湿度条件下进行。
[0004]本发明的技术方案为提供了一种多种固体颗粒吸附下的铝合金表面腐蚀试验方法，具体包括如下步骤:
[0005]步骤1)获得三种固体颗粒的铝合金试样
[0006]①分别准备可溶有吸附性颗粒、不可溶有吸附性颗粒和不可溶无吸附性颗粒的铝合金试件，并且称量铝合金试件的质量；
[0007]②将一定重量的可溶有吸附性颗粒配置成标准溶液，根据在铝合金试件表面附着的颗粒质量计算喷液量，定量的用雾化器对准铝合金试件进行喷雾，当达到计算的喷液量后停止喷雾，随后将铝合金试件放入110°C的烘箱进行烘干，得到可溶有吸附性颗粒的铝合金试样，取出试样后称重，计算实际沉积可溶有吸附性颗粒的质量；
[0008]③分别选择尺寸均匀的不可溶有吸附性颗粒和不可溶无吸附性颗粒，尺寸为0.1?ΙΟΟμπι，将不可溶有吸附性颗粒和不可溶无吸附性颗粒分别放在筛子上，并采用摇晃法或挤压法分别均匀的沉积在对应的铝合金试件表面，对铝合金试件进行称重，当铝合金试件表面沉积的固体颗粒质量与步骤②中实际沉积的可溶有吸附性颗粒的质量相同时，停止沉积，得到不可溶有吸附性颗粒的铝合金试样和不可溶无吸附性颗粒的铝合金试样。
[0009]步骤2)二氧化硫试验
[0010]将所述的三种固体颗粒的铝合金试样均置于试验环境中，试验环境的温度范围为20°C?50°C，湿度范围为70 %以上，二氧化硫浓度范围为lOppb?lOOOppm，总试验时间满足6 X 2n小时，η为自然数，或总试验时间达到1000小时。
[0011]特别的，所述的可溶性吸附性颗粒为可溶盐类(例如氯化钠)，所述的不可溶有吸附性颗粒为不溶于水且吸附性好的物质(例如活性碳)，所述的不可溶无吸附性颗粒是不溶于水且吸附性差的物质(例如二氧化硅)。
[0012]特别是，每种固体颗粒的铝合金试样为多个；
[0013]特别是，当η取0、1、2、3、4和5时均从试验环境中取出三种固体颗粒的铝合金试样各一个。
[0014]特别是，当某个铝合金试样出现腐蚀或剥落腐蚀时，停止该种铝合金试样的试验。
[00?5 ]特别是，所述的二氧化硫浓度范围为1 Oppb?1 OOOppm。
[0016]特别是，所述的可溶性吸附性颗粒为氯化钠，在步骤1)中溶于100ml水中，所述的铝合金试件为7B04铝合金试件30片称重，然后在试件表面喷洒0.lg配置好的氯化钠溶液，放入110°C的烘箱烘干，取出后再次称重，并记录氯化钠沉积重量，放入干燥箱，在24小时内，开始步骤2)的二氧化硫试验，试验环境为lppm浓度的二氧化硫，试验温度为35°C，试验湿度为99 %，在试验6、12、24、48、96、192、384、768小时逐次取样，每次取出3片试样，直到发生晶间腐蚀或剥落腐蚀停止试验，即使没有发生晶间腐蚀或剥落腐蚀，总试验时间到达1000小时也要停止试验，η为自然数。
[0017]特别是，所述的不可溶无吸附性颗粒是二氧化硅，将7Β04铝合金试件30片称重，然后将1微米直径的二氧化硅颗粒放至1000目的筛子上，将颗粒筛漏至铝合金试件表面，筛漏后再次称重，并记录二氧化硅颗粒沉积重量，放入干燥箱，在24小时内，开始二氧化硫试验，试验环境为lppm浓度的二氧化硫，试验温度为35°C，试验湿度99 %，在试验6、12、24、48、96、192、384、768小时逐次取样，直到发生晶间腐蚀或剥落腐蚀停止试验，即使没有发生晶间腐蚀或剥落腐蚀，总试验时间到达1000小时也要停止试验，η为自然数。
[0018]有益效果
[0019]本发明采用的将不同固体颗粒沉积在铝合金表面的方法，综合考虑了均匀性、腐蚀性、吸附性、可溶性、体积等不同固体颗粒的特点，较好的模拟了实际大气环境中不同的固体颗粒在飞机结构表面沉积的特点。本发明采用加速试验方法来对铝合金材料进行试验，综合考虑了实际大气环境中固体颗粒的可溶性、吸附性、大小、颗粒沉积方式等，同时还考虑了大气污染组分含量最高的二氧化硫的影响，较好地模拟了铝合金初期的失效过程和破坏机理，能更准确地评价铝合金初期腐蚀性能，为评价铝合金的腐蚀性能提供了加速试验方法。该加速试验由试样表面沉积颗粒和二氧化硫试验两个阶段组成。试样表面固体颗粒沉积阶段主要模拟实际自然降尘、降雨的固体颗粒沉积过程，考虑的主要试验参数有固体颗粒可溶性、吸附性、颗粒沉积方式、颗粒体积、沉积重量等。而二氧化硫试验主要模拟实际大气环境中污染组分对铝合金的腐蚀影响，其中二氧化硫含量较多，加速实验考虑的主要试验参数为二氧化硫浓度和温湿度，针对不同的需要可以进行不同二氧化硫浓度和温湿度的试验，不同的二氧化硫浓度模拟了实际环境中由于地区不同存在的差异，也能反应出二氧化硫对铝合金腐蚀的影响，不同的温湿度对二氧化硫的腐蚀效果影响不同，同时对铝合金的腐蚀影响也存在差异。该试验方法可以根据铝合金实际的服役条件来选用合适的试验条件，以更好地模拟铝合金初期腐蚀的实际情况。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]对于本发明的技术方案具有多种具体实施例，如下:一种多种固体颗粒吸附下的铝合金表面腐蚀试验方法，具体包括如下步骤:
[0022]步骤1)获得三种固体颗粒的铝合金试样
[0023]①分别准备可溶有吸附性颗粒、不可溶有吸附性颗粒和不可溶无吸附性颗粒的铝合金试件，并且称量铝合金试件的质量；
[0024]②将一定重量的可溶有吸附性颗粒配置成标准溶液，根据在铝合金试件表面附着的颗粒质量计算喷液量，定量的用雾化器对准铝合金试件进行喷雾，当达到计算的喷液量后停止喷雾，随后将铝合金试件放入110°C的烘箱进行烘干，得到可溶有吸附性颗粒的铝合金试样，取出试样后称重，计算实际沉积可溶有吸附性颗粒的质量；
[0025]③分别选择尺寸均匀的不可溶有吸附性颗粒和不可溶无吸附性颗粒，尺寸为0.1?ΙΟΟμπι，将不可溶有吸附性颗粒和不可溶无吸附性颗粒分别放在筛子上，并采用摇晃法或挤压法分别均匀的沉积在对应的铝合金试件表面，对铝合金试件进行称重，当铝合金试件表面沉积的固体颗粒质量与步骤②中实际沉积的可溶有吸附性颗粒的质量相同时，停止沉积，得到不可溶有吸附性颗粒的铝合金试样和不可溶无吸附性颗粒的铝合金试样。
[0026]步骤2)二氧化硫试验