碳纤维增强铝合金层板的腐蚀损伤演变与力学性能

纤维金属层板是一种综合性能优异的轻量化材料,已经成功地应用于航空航天领域.其中,使用碳纤维增强的纤维金属层板比采用玻璃纤维或芳纶纤维的层板具有更好的力学性能.然而,碳纤维与金属的结合容易引起电偶腐蚀,极大地限制了其应用.本文采用电化学方法、光学显微镜和扫描电子显微镜等分析了碳纤维增强铝合金层板在腐蚀环境中的腐蚀演变,探讨了防止碳纤维增强铝合金层板发生腐蚀的保护方法.结果表明,碳纤维与铝合金的连接改变了电位从而引起电偶腐蚀,电偶腐蚀会明显导致碳纤维增强铝合金层板的腐蚀速度变快,导致层间剪切强度下降达到72.1％;同时,缝隙腐蚀也对层板的影响很大从而引起分层破坏.层间剪切强度的下降与腐蚀时间呈现出类似线性的关系.此外,碳纤维与铝合金之间的粘接层并不能起到保护作用,而侧边保护却可以有效地减缓层板腐蚀速度.因此,碳纤维增强铝合金层板应该在裸露的边部涂上防腐涂料.该材料有潜力用于航空航天部件.