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碳纤维增强树脂基复合材料与金属典型连接件电偶腐蚀的研究进展

2022-12-07熊先炼王莹莹张海兵杨明君唐鋆磊

材料保护 2022年7期
关键词:钛合金树脂碳纤维

熊先炼,王莹莹,李 湉,侯 健,张海兵,彭 涛,林 冰,杨明君,唐鋆磊

(1. 西南石油大学 a. 化学化工学院,b. 新能源与材料学院,四川 成都 610500;2. 中国航发成都航空发动机有限公司,四川 成都 610500;3. 中国船舶重工集团公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护重点实验室,山东 青岛 266237;4. 中蓝晨光化工研究设计院有限公司,四川 成都 610500)

[收稿日期] 2022-01-24

[基金项目] 四川省科技厅应用基础重大前沿项目(2019YJ0294);四川省科技厅重大研发项目(2019YFG0384, 2019YFG0380);四川省科技厅重点研发项目(2018GZ0075,2020YFG0190);四川省科技成果转化示范项目(2018CC0098)资助

[通信作者] 王莹莹(1986-),硕士生导师,副教授,主要研究方向为腐蚀与防护、电化学、表面处理与强化,E - mail:yingyingwanglyon@126.com;

唐鋆磊(1983-),博士生导师,教授,主要研究方向为电化学、腐蚀与防护、表面工程、新能源材料、航空材料,E - mail:tangjunlei@126.com

0 前 言

复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料,纤维增强树脂基材料(FRP)是目前技术最为成熟、应用最广的一类复合材料。其中碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforce polymer,简称CFRP)因同时具有优异的力学性能和导电性而广泛应用。在使用过程中,CFRP无法避免地会与金属材料接触,导致电偶腐蚀的发生。由于CFRP具有较高的电极电势,与金属材料连接后,金属材料作为阳极,会加速腐蚀。因此,研究CFRP与金属间的电偶腐蚀行为能够为CFRP材料的设计和使用提供依据,是CFRP工程化应用的重要内容之一[1-4]。因此,针对CFRP与金属间电偶腐蚀问题,本文就碳纤维复合材料种类、金属材料种类、服役环境和结构件连接方式等因素对CFRP和金属间电偶腐蚀的影响研究做了简要综述。

1 碳纤维增强树脂基复合材料

1.1 碳纤维的结构及性能

碳纤维是由高分子化合物抽丝成纤维状,然后进行定化、碳化、石墨化等处理过程,最终才形成碳纤维,含碳量高于95%,是一种新型纤维材料。碳纤维的性质与其石墨化的程度相关。石墨的晶体结构是六方晶系,层间原子没有化学键相连仅依靠微弱的范德华力维持,容易发生滑移。石墨层间排列方式如图1所示。碳纤维并非完美的石墨晶体结构,而是具有起伏的带状结构,为乱层石墨结构,如图2所示。碳纤维中,碳原子之间以共价键结合形成平面六角结构,此平面的碳层互相叠合并卷曲成长柱形[5]。

因此,碳纤维具有优异的物化性能。碳纤维的密度仅为钢的1/4,铝合金的1/2;在非氧化气氛下,可以在3 000 ℃的高温下不融化、不软化,具有良好的耐高温性能。同时,碳纤维能够承受各种酸、油等介质的侵蚀,耐腐蚀性能超过铂金。碳纤维的电导率为6.25 S/m,具备良好的导电性。表1列出了几种高强型碳纤维产品的主要力学性能[6,7]。

表1 主要高强型碳纤维产品性能[6,7]

1.2 碳纤维复合材料的结构、性能及应用

碳纤维增强复合材料由碳纤维、树脂基体和界面组成,碳纤维嵌入树脂基体。碳纤维具有承载载荷的作用,而树脂基体具有粘结纤维和分配载荷的作用[8]。单层及多层CFRP的结构分别如图3、图4所示[9]。纤维和树脂之间的界面区域也非常的复杂,其结构如图5[8,10]所示。界面强度决定了CFRP的强度,对碳纤维复合材料的降解也有着极大的影响。碳纤维自身的疏水性和化学惰性导致碳纤维表面和树脂分子之间的界面黏附性差[11]。就如何提高碳纤维与树脂基体界面的结合力,人们进行了大量的研究工作[12]。改善纤维 - 树脂基体黏附力主要有3种途径[12]:第1种是通过预处理去除碳纤维表面的污染物,提高吸附性能。第2种是通过化学处理后, 使树脂分子在碳纤维表面形成配合物导致吸附增强,如:氧化法[13]、酸处理[14,15]、电化学氧化[16,17]。第3种是采用机械键合效应,通过预处理后,碳纤维表面形成了凹坑和凸起[12],如在碳纤维上通过生长或引入纳米材料对碳纤维进行表面改性[18]。研究表明界面处的机械键合和化学键是影响CFRP层间剪切强度的主要因素[8]。陈发桥等[19]的研究结果表明经硝酸处理后,碳纤维中部分碳元素被氧化成羟基、羧基和羰基,增加了带正电荷的碳原子,导致电子迁移的阻力变大。因此,经硝酸处理后,碳纤维的电导率发生了下降。

CFRP密度很小,与镁和铍的密度基本相当[20];但比强度是钢的6倍,是铝的5倍[21];比模量能达到其他结构材料的1.3~12.3倍[22];疲劳极限甚至可以达到拉伸强度的70%~80%,而一般情况下金属材料的疲劳强度极限只能达到拉伸强度的40%~50%[23]。由于CFRP具有一系列优点,在船舶和航空航天等领域得到了广泛的应用,如表2所示[8,24-26]。

表2 CFRP在各领域中的应用[8,24-26]

此外,CFRP还具有较高的导电率[25],但由于碳纤维与树脂基体导电性差异很大以及碳纤维在复合材料中的方向及分布不均一,导致CFRP具有各向异性[26-28]。实际情况下,碳纤维本身有一定弯曲,纤维之间有接触,如图6所示。因此电流可以在纤维之间流通,当CFRP与金属连接使用时,可能会发生电偶腐蚀。

1.3 碳纤维复合材料的阴极反应

1984年,Bellucci等[29]首次揭示了CFRP具有较高的电极电位,与金属形成偶对后,CFRP总是作阴极的规律。其表面发生吸氧或析氢的还原反应。

在酸性腐蚀介质中,CFRP表面将发生如下反应:

2H++2e→H2↑

(1)

O2+4H++4e→2H2O

(2)

在中性腐蚀介质中,CFRP表面将发生如下反应:

O2+2H2O+4e→4OH-

(3)

CFRP表面的电极反应过程十分复杂,其反应速率受溶解O2扩散到碳纤维表面的过程所控制[25,30]。CFRP具有阴极反应特性主要是由于CFRP中的碳纤维具有阴极反应能力,与碳纤维表面化学性质密切相关,碳能够形成含氧甚至含氮官能团的“表面氧化物”[30,31],进而影响表面活性。据报道,碳的气相氧化主要造成羟基和羰基表面基团浓度的增加,而电解液中的氧化主要增加羧基的浓度[31,32]。若碳纤维表面被金属颗粒污染,可能会增强阴极活性,从而加速电偶结构中金属的溶解。CFRP - 金属连接件间形成电偶腐蚀,阴极反应将通过以下2种方式影响连接件:(1)加速阳极金属的溶解;(2)以界面损伤形式加速降解CFRP或通过阴极过程产生的过氧化物等对树脂基体造成侵蚀[8]。

2 CFRP - 金属的电偶腐蚀

发生电偶腐蚀只需同时满足下述3个条件:存在2种或2种以上不同的金属或非金属、存在腐蚀介质形成离子导电通路以及导电连接形成电子导电通路[28]。CFRP与金属在使用过程当中避免不了接触,比如奥迪车型中车身结构采取高强度钢材、镁铝合金和CFRP相结合[33];在飞机蒙皮、涡扇发动机、风扇扇叶等结构中CFRP与钛合金、镁合金、铝合金的接触[34]。因此CFRP与金属发生电偶腐蚀是普遍存在的,并且会破坏部件的完整性,进一步带来安全隐患,因此,研究CFRP与金属的电偶腐蚀过程至关重要[8]。

2.1 CFRP种类对电偶腐蚀的影响

目前,关于CFRP对电偶腐蚀影响的研究主要集中在碳纤维种类、树脂种类以及表面处理方式等。而CFRP种类的研究以T300[3,35-37]和T700[38-41]为主。此外还有研究沥青基和聚丙烯腈基碳纤维对复合材料电偶腐蚀的影响,结果表明聚丙烯腈基的更耐蚀[42,43],聚丙烯腈基纤维复合材料的腐蚀速率比沥青基纤维复合材料的慢60%,最终的腐蚀深度只有沥青基纤维复合材料的50%。此外Torres - Acosta等[44]、陆峰等[45]、Bellucci[46]和 Zhang等[47]还研究了高模量和高强度型碳纤维复合材料对电偶腐蚀的影响。Zhang等[47]的研究结果表明高模量型GM - CFRP/钢的耐蚀性更高,但其电偶腐蚀活性逐渐高于高强度型Tepex - CFRP/钢。

关于树脂种类以环氧树脂[36]、乙烯基酯[48]、聚醚醚酮[42,43]的研究较多。陆峰等[36]的研究结果表明即使碳纤维的种类相同,由于树脂体系的不同和制造工艺的差别,也会造成材料表面状况有所不同,会影响氧在碳纤维上的吸附,进而导致开路电位有所差异。

2.2 金属种类对电偶腐蚀的影响

在腐蚀领域可根据金属特性及腐蚀特点将金属分为2类。第1类是钝性金属,在腐蚀环境中,其表面易形成更耐蚀的钝化膜,对金属基体具有一定的保护作用;第2类是非钝性金属,在腐蚀环境中不易钝化或不钝化,腐蚀以均匀腐蚀为主,到了腐蚀中后期,表面能形成锈层,随着锈层的生长发展,会对金属基体起到一定的保护作用。本节将分别讨论钝性金属和非钝性金属与CFRP间的电偶腐蚀。

2.2.1 钝性金属与CFRP间的电偶腐蚀

铝合金、钛合金和不锈钢都是航空航天工业上常用的合金,表面易形成致密的钝化膜,是钝性金属[49]。

(1)铝合金 铝合金具有质轻、易成型和耐腐蚀等优点,成本较低,是近50年来航空航天装备的主导材料,也是研究最多的金属之一。目前,有很多关于CFRP与不同型号铝合金电偶腐蚀的研究[4,35,38,39,50-61]。由于铝合金的电化学性能非常活泼,与碳材料分别于电偶系列的两端[50],当CFRP与铝合金连接后,将发生严重的电偶腐蚀。Zhou[35]的研究结果表明CFRP与2219和ZL205L铝合金发生电偶腐蚀后,2种铝合金表面均有明显的腐蚀坑和腐蚀槽[35],说明发生了严重的电偶腐蚀,因此在湿热盐雾环境下铝合金不允许直接接触CFRP。马宗耀等[56]发现Al6061铝合金与T700碳纤维复合材料偶接后,Al6061铝合金的腐蚀速度明显加快。潘江桥等[58]的研究结果表明在实验室的加速试验条件下,碳纤维环氧复合材料与铝合金偶接后,都存在电偶腐蚀。CFRP与铝合金之间电偶腐蚀原理如图7所示。

CFRP - 铝合金电偶腐蚀的基本过程有2步:①铝合金发生阳极过程;②CFRP发生阴极过程。

阳极铝合金发生阳极钝化或化学溶解的过程。其中铝合金阳极溶解过程主要包含以下几个连续步骤。

铝原子离开晶格转变为表面吸附原子:

Al晶格→Al吸附

(4)

表面吸附原子通过双电层转变为水化离子:

Al吸附+mH2O→Al3+·mH2O+3e

(5)

Al3+·mH2O从双电层溶液一侧向溶液深处迁移。

铝离子与氯离子结合形成氯化铝:

Al3++3Cl-→AlCl3

(6)

氯化铝与水分子发生反应,生成腐蚀产物氢氧化铝[50-52]:

(7)

Al3++3OH-→Al(OH)3

(8)

难溶的Al(OH)3沉积后导致环境闭塞,阻碍了溶解氧的进入,为维持局部环境的电中性,Cl-不断地向其中移动,造成极低的pH值,最终形成腐蚀性极强的酸性溶液[63,64],酸性溶液的流向严重影响着铝合金的腐蚀形貌。

(2)钛合金 目前,关于钛合金与其他不同金属材料间电偶腐蚀的研究较多[65],而关于钛合金与CFRP间的电偶腐蚀研究相对较少。陈龙[24]和张晓云等[66]研究了CFRP与TC4钛合金间的电偶腐蚀。本质上,电流的变化是钝化膜形成和溶解的过程[67]。电偶腐蚀电流密度的大小取决于钝化膜的保护效果。CFRP/钛合金偶对的电偶腐蚀电流密度小于0.5 μA/cm2,因此张晓云等[66]认为钛合金与CFRP之间的电偶腐蚀行为可忽略,可以安全地接触使用[68-70]。Peng等[71]采用零阻电流计法和动电位极化法研究了CFRP与A356铝合金、Ti6Al4V钛合金和钢3种常用金属之间的电偶腐蚀,研究发现钢和铝合金发生了腐蚀,而钛合金表面几乎保持完整未发生腐蚀。

刘建华等[72]采用电偶腐蚀试验方法、扫描电镜和能谱法研究了高强合金与钛合金间的电偶腐蚀行为,结果表明铝合金LY12、铝合金LC4、高强钢30CrMnSiA均不能与TC2钛合金偶接,高强钢1Cr17Ni2则可以与TC2偶接,且电偶电流密度随自腐蚀电位差的增大而增大。曹文健等[73]研究了铝涂层对钛合金紧固件连接铝构件时抗电偶腐蚀的作用,结果表明TC4钛合金与2024铝合金间存在严重的电偶腐蚀,而铝涂层可以有效防止电偶腐蚀。张晓云等[66]、漆路平等[74]的研究结果表明钛合金不能与铝合金、高强度结构钢直接接触使用,钛合金与不锈钢偶接时在较低温度下可以连接使用,钛合金与复合材料可以连接使用。

2.2.2 非钝性金属与CFRP间的电偶腐蚀

非钝性金属不会形成致密的钝化膜,易发生腐蚀,最终在金属表面形成疏密程度不同的锈层;锈层的厚度、致密性以及化学稳定性等都将影响非钝性金属的腐蚀[75-77]。因此,钝性金属与非钝性金属的表面状态不同,表面性质不同,腐蚀机理也不同[28]。当前关于非钝性金属的电偶腐蚀研究主要集中在其他金属与非钝性金属之间,而关于CFRP与非钝性金属之间电偶腐蚀的研究较少。

(1)碳钢 常见的非钝性金属有碳钢、镁合金、低合金钢和铸铁。其中碳钢是近代工业中使用最广、最早的金属材料。碳钢比不锈钢的电位变化范围小[78]。目前,关于碳钢电偶腐蚀的研究较多,包含碳钢/镁合金[79]、Q245R(Q345R)/不锈钢[80]、Q235钢/紫铜[81]、碳钢/13Cr钢[82]。此外也有人研究了镀锌DP590钢/Al 6022[83]、A516Gr.55碳钢/CFRP[84]。

Hur等[84]研究了NaCl浓度和溶液温度对CFRP与A516Gr.55碳钢电偶腐蚀的影响,结果表明:CFRP开路电位较高,与大多数金属连接后会发生电偶腐蚀;当CFRP与碳钢电偶合后,碳钢的腐蚀速率大大增加,当NaCl浓度增加10倍或温度升高10 ℃,碳钢的腐蚀速率分别提高了46.9%和22%。Arronche等[85]研究了改性CFRP与AISI 1018碳钢间的电偶腐蚀,结果表明CFRP与AISI 1018碳钢偶接会发生电偶腐蚀,CFRP经碳纳米管改性后电偶腐蚀效应更加显著。

(2)镁合金 镁合金具有密度低、强度高等优点。但镁合金的化学性质非常活泼,标准电位较负,形成的腐蚀产物膜疏松多孔、耐蚀性能差。因此,通常在镁合金中加入铝元素,能形成致密的钝化膜从而保护基体。镁合金在实际应用中常需进行表面处理,以提高镁合金的耐蚀性。

Pan等[86]研究了T300 CFRP与不同镁合金(AZ31,LZ91,LZ141)间的电偶腐蚀行为,结果表明CFRP与镁铝合金(AZ31)之间的电位差约为1.855 V,而与镁锂合金(LZ91,LZ141)之间的电位差大于1.9 V,具有更大的电偶腐蚀驱动力,碳纤维/镁合金的电偶活性随锂离子浓度的增加而增加。主要的阳极反应如下:

Mg→Mg2++2e

(9)

由于AZ31合金中含有Al元素,在碱性溶液中发生氧化生成Al(OH)3[87],形成更为致密且稳定的钝化膜,增强了合金的耐蚀性[88]。而镁锂合金(LZ91,LZ141)中没有Al元素,而含有大量的Li元素,将形成结构松散、化学稳定性较差的锂氧化膜[89]。

2.3 不同腐蚀环境对电偶腐蚀的影响

Zhang等[90]发现环境条件对碳纤维增强复合材料与金属之间的电偶腐蚀有很大影响。当前主要对氯离子浓度、电解液流动状态、pH值、温度、氧浓度做了大量研究[25,44,91,92]。

关于温度对电偶的影响已经做了很多研究,其中陈龙等[93]研究的温度范围较宽为0~80 ℃,结果表明环境温度对电偶腐蚀电流有显著影响,随着温度的升高,电偶腐蚀电流不断增大,腐蚀越来越严重。CFRP上氧还原反应的氧扩散是电偶腐蚀的控制步骤[40,41,92],研究表明温度能增加腐蚀介质的活化浓度,增大热活化动力学直接加速电偶反应,并且随温度的升高二氧化碳融入腐蚀介质中形成酸性电解质,提高了电解质的浓度,从而增大了电偶腐蚀电流密度。

而关于pH值对电偶的影响也有很多研究[41]。陈跃良等[41]研究了不同pH值(3,5,7)对CFRP/金属电偶腐蚀的影响,结果表明在酸性环境范围内,电偶腐蚀电流随pH值的降低而逐渐增大。

陈跃良等[41]和陈龙等[93]通过研究发现电偶腐蚀电流随电解液浓度的增减呈规律性变化,当电解液浓度较低时,腐蚀电流随电解液浓度的增大而明显升高,但当电解液浓度达到一定程度后,电解液浓度的继续增大却没有明显的作用。即使是在人工海水和砂浆[94]中也呈现出相似的规律。原因是盐浓度增加,导电性增强,去极化能力增强,腐蚀速率增大;但盐浓度达到一定程度后会降低溶解氧的浓度,反而降低腐蚀速率。

关于电解液的流动状态对电偶的影响也有很多研究[2,95-99]。流动的电解液会使接触区域不断得到新鲜海水补充,增大了O2和H+的浓度,加快了“去极化”进程,使得阳极腐蚀加快;此外,流动的电解液还具有冲刷作用,使金属材料表面的腐蚀产物膜难以形成或造成脱落,同样加快了阳极极化和去极化过程,导致阳极腐蚀加快。因此,在2种因素的共同作用下,电偶腐蚀电流密度会随海水流速的增加而增加。

2.4 结构件连接方式对电偶腐蚀的影响

材料的连接方式对电偶腐蚀有着重要的影响[100]。目前,CFRP与金属之间的连接方式主要有铆接、螺栓连接和胶接等。通常情况下,由于铆接和螺栓连接中CFRP与金属直接接触,比胶接更易发生电偶腐蚀和缝隙腐蚀,腐蚀程度也更为严重。下面简述这3种连接方式以及研究进展。

2.4.1 铆接对电偶腐蚀的影响

2012年,Mandel等[101]的研究结果表明铆接会引起铝合金表面发生点蚀,CFRP层合板的阳极极化也会导致铆钉表面防腐涂层的快速溶解。若在铆接处施加机械载荷,则在材料表面会形成凹坑或凹槽从而导致局部应力。局部应力集中进一步可能导致裂纹萌生,最终导致材料结构失效,铆钉接头区域发生电偶腐蚀,以上过程可以用图8来表示。2015年Mandel等[102]又研究了铝合金EN AW - 6060 - T6在自冲铆钉接头和空心铆钉接头中的腐蚀行为,发现铝合金在2种铆钉接头中都具有较高的点蚀敏感性,在较短的暴露时间内,空心铆钉接头中铝合金受到的腐蚀更严重。

图9描述了铆接连接件的腐蚀前后情况,连接件发生腐蚀后,由于腐蚀产物的堆积和应力的影响,导致连接件出现了缺陷,而且铆钉出现了倾斜现象。

2.4.2 螺接对电偶腐蚀的影响

螺栓是由头部和螺杆组成的一类紧固件,需与螺母配合使用,用于紧固连接2个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接,如图10所示。

目前将紧固件连接后的整体系统作为腐蚀研究对象的报道比较少见[103]。黄晓英等[104]采用浸泡失重法和极化曲线法研究了3种铝合金和CFRP用螺栓螺母紧固件连接的腐蚀行为,结果表明偶合样品中金属表面发生了缝隙腐蚀和电偶腐蚀。偶合对金属的腐蚀深度和腐蚀范围有较大影响。材料表面粗糙度越大,腐蚀面积就越大,但腐蚀坑反而变浅。因此,在螺栓连接当中需注意各材料表面的粗糙度。

图11表示了螺栓连接连接件腐蚀前后的情况,连接件发生腐蚀后,由于腐蚀产物的堆积以及应力的影响,导致连接件出现了缺陷,螺栓螺母出现松动,金属与CFRP之间出现空隙。

2.4.3 胶接对电偶腐蚀的影响

胶接广泛应用于金属、纤维以及塑料等的连接。一般情况下,不导电的胶黏剂隔离了CFRP与金属连接件,不会直接导致电偶腐蚀,但是由于胶黏剂的涂覆不完整,服役过程中黏结性能下降或产生机械破损等原因,CFRP与金属连接件之间可能形成电子通路,则会发生电偶腐蚀。若使用导电型胶黏剂,由于各材料的电化学性能差别,则不可避免地产生电偶腐蚀。有研究表明,CFRP与钢的胶接接头的粘结强度与界面断裂能等因素密切相关[106]。为了提高钢结构的使用性能,Dawood等[107]就如何提高粘结耐久性做了研究,采用了以下几种方法:硅烷偶联剂对钢表面进行预处理、玻璃纤维掺杂改性粘合剂以及2种保护方法相结合,胶接方式如图12a所示。研究结果表明,使用硅烷偶联剂可显著提高粘结耐久性。玻璃纤维能提高体系的初始粘结强度,但不能提高粘结的耐久性。2种技术的联合使用既提高了粘结强度也提高了环境耐久性。图12展示了胶接连接件腐蚀前后的情况。连接件发生腐蚀后,胶黏剂发生溶解、溶胀以及脱黏等老化,致使黏结性能下降,进而使CFRP与金属发生接触,导致电偶腐蚀发生,加速金属的腐蚀失效。此外,胶黏剂老化后内部产生的孔隙将被腐蚀介质填充,进一步也可导致电偶腐蚀的发生。

2.5 小 结

CFRP与金属偶合并发生电偶腐蚀,CFRP作阴极,其表面发生析氢或氧化还原反应,CFRP表面的阴极反应很复杂。金属种类对电偶腐蚀有着重要影响。钝性金属表面具有致密的钝化膜保护基体;非钝性金属在腐蚀中后期会形成锈层,进而保护基体。

温度、pH值、氧含量、电解液浓度及流动状态等环境因素对CFRP - 金属电偶腐蚀的影响已有大量研究,得出了如下规律:电偶腐蚀电流密度随温度的增加而有明显的增加;随电解液浓度的增加相应增加,但增加到一定值后变化不明显;在酸性环境范围内,电偶腐蚀电流随pH值的降低而逐渐增大;随海水流速的增加而发生明显增加。

材料间的连接方式多种多样,在不同的装备和工业设施中需根据具体的应用情况和环境来进行选择。但材料间的连接方式对电偶腐蚀也有着不可忽视的影响,当前研究较多的是铆接、螺栓连接和胶接,它们原理及工艺上的差别会对材料之间的腐蚀及性能造成不同的影响,而关于这方面的研究尚少。

3 结论与展望

综上所述,CFRP与金属部件之间的电偶作用对金属部件腐蚀具有重要的影响,进而极大地影响连接结构的可靠性和重要装备的安全,因此非常有必要性进行深入研究,目前虽已取得很多研究成果,但仍有巨大的研究空间和亟待解决的问题。

(1)碳纤维在CFRP中是有一定弯曲程度的,且CFRP因纤维方向的不同而具有不同的导电性,因此,CFRP具有电各向异性。CFRP与金属发生电偶腐蚀,CFRP作阴极,表面发生吸氧或析氢反应,CFRP表面的化学性质复杂多变,阴极反应也很复杂。目前依然缺乏对CFRP电性能、CFRP中纤维与树脂界面以及CFRP表面化学性质及阴极反应的深入研究。

(2)关于CFRP对CFRP - 金属电偶腐蚀的影响研究的较少,前人主要从纤维的成型工艺、纤维类型和树脂的类型来研究。此外,纤维的暴露量会影响CFRP - 金属的电偶腐蚀程度,这说明纤维的体积含量及分布情况都可能会对电偶腐蚀造成影响,而关于这方面的研究鲜有报道。

(3)材料间的连接方式对电偶腐蚀也有着不可忽视的影响,不同的连接原理及工艺会对电偶腐蚀的表现行为造成不同的影响,而关于这方面的对比研究尚少,应该加强。

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