海军驻沈阳地区航空军事代表室 辽宁省沈阳市 110034
摘要：航空材料的研究工作对促进我国航空航天事业的发展扮演着非常重要的角色，航空材料的性能的好坏不仅关系到飞机的飞行效率，同时也直接影响着飞机飞行的安全性。由于航空飞机工作环境的特殊性，对各个部件的性能均有较高的要求，因此，针对航空材料的的基本性能也要提出更高的指标。其中航空材料的抗腐蚀性就是衡量航空材料性能优劣的标准之一。应用在航空飞机上的材料受到腐蚀作用会对飞机飞行的安全性造成严重的威胁，因此文章对航空材料的腐蚀类型进行了分析，并进一步提出了防治措施，对确保航空飞机的安全飞行具有重要的意义。
关键词：航空材料；腐蚀；防治
由于航空材料使用环境的特殊性，所以在使用的过程中难免会受到腐蚀的影响，如果航空材料受到腐蚀作用，将直接影响到的航空飞机的结构性能，不仅会缩短飞机各个关键部件的使用寿命，使整体性能下降，同时对飞机飞行的安全以及驾驶人员的安全带来严重威胁。在航空材料发生腐蚀后，还需要进行维修以及零部件的更换，这也将大大增加飞机的维修成本。因此，在改善航空材料耐腐蚀性能的同时，更应该做好航空材料腐蚀的防护措施。航空材料根据所应用环境的不同，其腐蚀的原因和种类也不相同，一般来说主要有电化学腐蚀、承力结构应力腐蚀、发动机高温腐蚀以及意外腐蚀等，任何一种腐蚀类型都会降低材料的性能，缩短材料的使用寿命，进而影响到与之相配套的其他零部件的安全运行，因此加强航空材料腐蚀的防治措施同样非常关键。
1、航空材料腐蚀类型
1.1 电化学腐蚀
电化学腐蚀是在电位差和电解质溶液的作用下产生的。在航空飞机中，由于不同的结构的部件对航空材料的材料体系和性能要求不同，所具有的电极电位不相同，当这些材料在接触电解质的过程中就可能会发生电化学腐蚀的现象。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成的，不同性质的材料一般具有的电极电位不同，因此将很容易出现电化学腐蚀问题。航空飞机的飞行环境比较复杂，经常需要在温湿度差异较大的环境中穿越，航空材料在这种温差的变化下，在结构部件中容易产生积水。在空气中的二氧化碳、二氧化硫等物质会随着空气的流动而聚集在航空材料的表面，经电离作用后会形成电解质溶液，从而导致航空材料发生吸氧腐蚀。在航空飞机的表面结构中的很多连接部位发生腐蚀之后，将极容易导致电化学腐蚀的进一步加深和蔓延。
1.2 承力结构应力腐蚀
应力腐蚀是指在腐蚀介质中，材料在产生应力的作用下而受到的破坏。应力腐蚀的特点是材料受到应力与腐蚀的双重破坏，此时材料产生的断裂形式为脆性锻炼。在航空飞机中的一些承力结构受到的普遍出现严重的应力腐蚀现象，如飞机的起落架就很容易受到应力腐蚀。在飞机降落时，起落架轮轴会受到拉应力的作用，此时在腐蚀介质的作用下就会发生应力腐蚀。起落架的硬度大、脆性强，因此在飞机起飞或者降落的过程中受到额外的附加负荷时，就容易出现脆裂现象。在对起落架清洗的过程中，在轮轴等隐蔽部位容易积存杂质和液体，从而形成应力腐蚀溶液而对轮轴造成应力腐蚀。
1.3 发动机的高温腐蚀
发动机作为航空飞机中重要的组成部分，是飞机飞行过程中的心脏，其性能的好坏直接影响到飞机的飞机状态。为了确保飞机安全高效地飞行，推力大、效率高、油耗低、寿命长是对发动机的重要性能指标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆作为飞机的主要动力系统，发动机需要长期处于高温、高压、高速旋转的状态，因此在航空飞机发动机主要面临的高温氧化腐蚀，其中涡轮叶片是承受高温腐蚀比较严重的部件。为了增加发动机的推力，降低油耗，满足发动机的增压比与流量比，就需要提高涡轮进口燃气温度，涡轮叶片在高温的运行状态下极容易发生高温腐蚀，由此对其性能有所影响。
2、航空材料腐蚀保护措施
经过多年来的发展，腐蚀防护技术已经从单纯的对腐蚀零部件进行修复发展到预防性的表面防护。然而材料腐蚀问题依然处于被动的状态。为了进一步提升航空材料的防腐技术，应该将防腐技术深入到航空材料的整个寿命周期中，从航空飞机的型号设计阶段，对航空材料的防腐工作进行总体规划。根据具体的型号，研究飞机各结构在飞行过程中的功能及问题频发点，挖掘材料腐蚀背后的腐蚀过程和腐蚀机理，选择并优化出最适宜的防腐材料进行前期设计和改性，从源头上控制腐蚀现象的发生。加强对飞机生产制造过程的质量控制，避免因为生产工艺不规范而留下的腐蚀隐患。在航空飞机服役期间，通过出现的问题，总结完善防腐维护方案。这一系列的防腐蚀措施的建立，能够最大程度的做好航空材料的腐蚀防护工作。
将防护体系建立成航空材料腐蚀保护信息平台及防护体系的自我完善的功能，整理并建立相应的防护体系数据资料库，从型号开发、材料制备、材料应用到问题处理等各阶段的工作反馈资料收集入库，资料库的完整性随着型号的积累而不断完善，最终可以为腐蚀防护工作提供重要的参考及理论实践基础，将腐蚀带来的航空材料的不安全因素降到最低。
针对航空发动机涡轮叶片腐蚀的保护可采取如下措施：在保障性能的前提下，提高叶片本身的熔点和高温抗氧化的能力；采用与基体材料具有良好匹配性、高温性能优异的保护涂层；采用气冷技术，将冷却的空气在涡轮叶片表面构成保护型气膜。铌、钼基硅化物合金因其在高温强度与低温损伤达到良好平衡，而显示出巨大的发展前景，可代替目前的镍基合金材料成为未来航空发动机涡轮叶片的继承材料。涂层仍然是腐蚀保护的主要技术，目前国外等先进国家大多使用等离子喷涂技术、渗铝或硅涂层。在我国航空用发动机行业，用等离子喷涂制作热障涂层的技术已经在新型航空用发动机涡轮叶片与隔热屏等部件上获得成功应用。
3、结束语
从科学的角度出发，航空材料的腐蚀属于自然现象，但是材料的腐蚀会降低结构的安全性，导致整个飞行系统的综合性能下降，增加了航空飞机的维护成本，严重威胁到航空飞机飞行的安全性。因此，加强对航空材料的防腐方法的相关研究，不断提高航空材料防腐技术对航空飞机安全性能的提高具有重要意义。经过对各种类型的腐蚀机理进行研究，在对航空飞机设计阶段就应该进行防腐技术的应用，并从本源上控制腐蚀的发生。此外，材料防腐新技术的研究和开发，同样是提高航空工业科技水平的重要途径。随着科学技术的飞速发展，各种新技术和新材料会逐渐应用于航空材料防腐技术中，为提高我国航空飞机的飞行效率创造有利的条件。
参考文献
[1]李晨钰,朱立群,刘慧丛,叶序斌,刘建中,黄颐.温度对2A12铝合金在模拟油箱积水环境中初期腐蚀行为的影响[J].航空学报,2012-09-29.
[2]耿德平,宋庆功.航空材料腐蚀疲劳研究进展[J].腐蚀与防护,2011-03-15.
[3]张睦林,朱立群,刘慧丛,叶序斌,刘建中.300M超高强度钢在模拟积水环境中的腐蚀行为[J].航空学报,2013-01-31.
[4]航空材料[J]. 天津科技. 2004(06).
论文作者:代金
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/15
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