碳纤维复合材料与金属发生腐蚀的秘密
碳纤维复合材料具备一定的耐酸碱性,所以能适应多种使用场景,拥有较长的使用寿命。这意味着碳纤维复合材料就不会腐蚀么?答案是否定的,让我们来了解一下碳纤维复合材料与腐蚀之间的秘密吧。
碳纤维复合材料与金属连接通电后更容易腐蚀
碳纤维材料的主要组成部分是碳原子,这就意味着碳纤维是可以通电的。碳纤维复合材料中存在大量的碳纤维材料,在与金属部件连接后如果通电,那碳纤维复合材料更容易发生腐蚀,专业术语叫电偶腐蚀。
这样的腐蚀速率与碳纤维复合材料的表面状况有直接的联系,在碳纤维复合材料的表面加上一层抗腐蚀聚合物涂层,可以有效的降低腐蚀的速率。
碳纤维复合材料与哪些金属通电会发生腐蚀
1、铝合金:铝合金与碳纤维复合材料都具备一定的耐腐蚀性,不过两者连接通电后,两者的耐腐蚀性就会丧失。碳纤维复合材料与铝合金发生的电偶腐蚀,与碳纤维含量、表面特征都有关系。碳纤维含量决定了碳纤维复合材料的导电性,直接影响电偶腐蚀的速率,这是因为碳纤维复合材料中的碳纤维部分不是完全被树脂基体完美覆盖,隔绝导电效果。
另外老化、磨损、环境、气候等因素也会导致铝合金与碳纤维复合材料中碳纤维直接接触,从来导致电偶腐蚀。暴露在外的碳纤维的表面面积直接影响电偶腐蚀的速率。
2、镀锌钢:通过研究镀锌钢与碳纤维增强聚合物通电连接时的电化学活性,发现镀锌的DP590型钢材与碳纤维增强聚合物的接触初期是具有耐腐蚀性的,然而其腐蚀速率会随着时间不断增加。因此,镀锌钢不具有长期的耐腐蚀性。
3、不锈钢或钛:另一项测试,测试了盐水中,不锈钢和金属钛在与碳纤维增强聚合物电接触时的腐蚀情况。研究发现金属钛及其连接的碳纤维增强聚合物都具有耐腐蚀性。在这种情况下,最初的腐蚀产物实际上可以保护金属免受进一步的腐蚀。
通过深入研究,发现不锈钢的缝隙腐蚀和点状腐蚀是普遍存在的,而且与其电接触的碳纤维增强聚合物也会由于分层而受到腐蚀。
碳纤维复合材料与金属连接通电后发生电偶腐蚀的情况非常多,因为碳纤维复合材料在生产时无法控制碳纤维部分完全被树脂包覆丧失导电性,一旦碳纤维复合材料发生老化磨损,碳纤维与金属直接接触,电偶腐蚀就容易出现。想要降低风向,还是得从切断连接着手,如增加绝缘层等。
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