航空器件表面处理功能材料的制备及性能研究

发布时间：2020-06-05 12:42

【摘要】：随着航空技术的发展,我国军用及民用航空器件数目增长的越来越快,在航空器件的使用年限内往往需要进行多次换装。我国是航空需求高速增长的国家,相应的航空器件表面处理的需求缺口很大,其中很多民用进口的航空器件表面处理功能材料需要直接从国外进口。因此为了提高我国航空器件的使用年限以及换装效率,研制出高效-环保型功能材料就显得非常有必要。本文首先从相关机理入手为产品的制备提供依据,再建立相应评价方法来科学评判每种产品的综合性能,最后结合正交试验来制备得到最终产品。在涂层剥除机理研究过程中,以目前航空器件表面使用广泛的涂层为实验对象,实验结果表明聚氨酯涂层在酸性条件下容易降解产生氨基甲酸酯类片段和脂肪醇类片段,环氧树脂涂层在酸性组分的促进下容易降解产生醛类片段和酚类片段。通过SEM、FTIR、XPS等仪器分析手段给出了酸性组分(以甲酸为例)的作用机理,为制备绿色-高效的航空器件表面处理功能材料提供了理论依据。为了更好的对产品性能给出科学评价,结合全面质量管理理论以及系统工程学等思想并依托数学模型,在原料的选择阶段与正交试验设计前建立了以层次分析法为主体的综合评价数学模型。该模型不仅降低了主观因素所带来的误差、提高了实验的效率,并且能够较为全面的对每种产品进行横向、纵向评比。在产品制备阶段,通过多因素二水平正交试验来确定了主溶剂、助溶剂的基本组成,在此基础上又设计了一组多因素三水平正交试验来确定最终产品溶剂体系的组成及含量关系,后续又通过关于粘度的单因素实验来着重改善产品的粘度乃至流变性而得到了一种性能良好且易于放大的产品体系,并在此基础上完成了相应产品的放大试验。最后,通过稳定性、便利性、经济性、环保性与高效性这五大因素的综合评估,结合具体实验、模型结果与放大实验结果等关键评价因素得到了适合放大及大规模喷涂的一种产品,该产品放大后粘度分布为850-870 mpa·s。
【图文】：

处理技术,脱除,涂层,附着力

械或手工处理技术的处理效率，但该方式相比其他处理技术仍然显得效率低下。逡逑超声波发生器是机械脱除或手工处理技术中主要的辅助手段，Ｒｅｉｎｈａｒｔ邋ＴＪ＾等设计逡逑出了一种利用超声波作为辅助的机械脱除工具（如图１．２）。在传统的机械脱除设备上加逡逑入超声波发生装置，通过超声波引发老化涂层空腔中的气体振动来加速涂层和基材的分逡逑离从而使得涂层剥离过程能够更快的发生。逡逑Ｊｈ逡逑ｆｃｉ＊逡逑图１．２邋Ｔｈｅｏｄｏｒｅ邋Ｊ．邋Ｒｅｉｎｈａｒｔ等设计的超声波辅助涂层脱除装置ｌ｜７］逡逑为了提高超声波对涂层剥离的加速作用，Ｋｕｍａｒ邋Ａｔ％设计出了一种微波辅助的涂层逡逑脱除方法，在涂层换装过程中通过向涂层表面喷洒强微波耦合化合物（ＳｔｒｏｎｇＭｉｃｒｏｗａｖｅ逡逑ＣｏｕｐｌｉｎｇＣｏｍｐｏｉｍｄ）来促进表面温度的提高并加剧涂层表面降解的发生，由于降解发生逡逑迅速，在这一过程中发生在涂层与基材之间热传递过程还不能使得基材升温过高，这就逡逑使得基材在涂层剥离过程中几乎没有任何损伤。但是过程中使用的强微波耦合化合物多逡逑为一些重金属化合物而该物质回收困难，最终容易产生大量的有毒有害物质。逡逑机械或手工处理技术是除去器件局部附着力较大涂层的主要方法，引入其他辅助器逡逑件或方法来提高效率是目前机械或手工处理技术的主要研发

涂层,脱除,微波辅助,加速作用

逦航空器件表面处理功能材料的制备及性能研宄逡逑图１．１邋Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ邋ＬＴ邋Ａ等设计的热空气枪【１６］逡逑热／燃烧处理技术开发的初衷是用来脱除局部附着力大的涂层，，但随着环保意识增强逡逑以及机械或手工处理技术的发展，在航空器件表面处理中己经较少使用该技术。逡逑１．１．３机械或手工处理技术逡逑机械或手工处理技术需要占据较多的劳动工时，因此该方法只适用于航空器件上少逡逑部分极其精细结构的涂层脱除以及局部黏附力大而难以用一般方法除去的涂层脱除。目逡逑前在机械或手工处理技术中，常常引入超声发生器等器件或方法作为辅助手段来提高机逡逑械或手工处理技术的处理效率，但该方式相比其他处理技术仍然显得效率低下。逡逑超声波发生器是机械脱除或手工处理技术中主要的辅助手段，Ｒｅｉｎｈａｒｔ邋ＴＪ＾等设计逡逑出了一种利用超声波作为辅助的机械脱除工具（如图１．２）。在传统的机械脱除设备上加逡逑入超声波发生装置，通过超声波引发老化涂层空腔中的气体振动来加速涂层和基材的分逡逑离从而使得涂层剥离过程能够更快的发生。逡逑Ｊｈ逡逑ｆｃｉ＊逡逑图１．２邋Ｔｈｅｏｄｏｒｅ邋Ｊ．邋Ｒｅｉｎｈａｒｔ等设计的超声波辅助涂层脱除装置ｌ｜７］逡逑为了提高超声波对涂层剥离的加速作用
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V261.93

【参考文献】