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原文传递高强铝合金防护涂层典型服役环境与室内加速环境的腐蚀老化行为及相关性研究

论文题名：	高强铝合金防护涂层典型服役环境与室内加速环境的腐蚀老化行为及相关性研究
关键词：	铝合金;高速列车;有机涂层;腐蚀行为;老化行为;服役环境
摘要：	使用有机涂层是工业上防止金属材料腐蚀应用最广泛的手段，高速列车也不例外。近年来高速列车快速发展，列车的不断提速，现役涂层体系渐渐不能满足高速列车发展的需要。发展新型纳米复合涂层，可以满足车辆对环境适应性的需要，提高车体在严苛多变的环境的耐候性，大大延缓车辆的腐蚀，增加车辆的服役寿命。针对有机涂层，自然环境暴露试验可以真实地反映出防护涂层在典型气候环境地区的耐老化性能，然而现代高性能防腐涂层体系在自然气候下暴露几年也不会失效，通过自然环境暴露试验去研究涂层服役寿命是几乎不可能实现的。因此，室内加速老化试验成为发展防腐涂层的重要手段，可以在较短时间内模拟出涂层老化失效的情况。相关性便随着加速试验的发展而提出，主要是指自然环境暴露试验与相应的室内加速老化试验之间的加速关系。通过研究涂层的相关性，可以在较短的实验室条件下完成涂层几年甚至几十年的老化模拟，对检验涂层质量、评估涂层寿命、发展新的涂层体系具有重要的意义。　　本文将新型高速列车用铝合金纳米复合涂层体系投放在四个典型气候环境地区（北京、沈阳、武汉、广州）进行自然环境暴露试验，同时设计合理的实验方案进行实验室加速耐候实验，对新型纳米复合涂层在四种典型气候环境地区的实际老化情况及实验室加速耐候实验的加速老化情况进行分析，并研究涂层在自然环境暴露试验与相应的室内模拟加速试验之间的相关性，为涂层耐老化性能的研究及服役情况的预测提供理论依据。　　实验研究得到的主要结论如下: 　　(1)对投放于四个地点的自然环境暴露试验试片，综合来看老化最为严重的是广州地区的试片，沈阳和北京的试片老化程度较轻，试片老化的严重程度和试片投放地区光照辐射强度及环境平均温度关联最大。　　(2)投放于四个地点的自然环境暴露试验试片到第24个月所有试片仍然保持良好的耐腐蚀能力，树脂老化情况均不严重，这表明该纳米复合涂层体系耐老化性能优良。　　(3)对室内加速老化试验所采用的加速方法中，对加快涂层表面老化速度贡献最大的是氙灯老化试验。　　(4)室内外老化试验的大致加速关系如下:从表面形貌来看，室内加速老化试验一周期相当于自然环境暴露试验6～8个月;从光泽度变化来看，室内加速老化试验一周期相当于自然环境暴露试验5～6个月;从色差值变化来看，室内加速老化试验一周期相当于自然环境暴露试验10个月以上。　　(5)室内外老化试验涂层表面的化学键变化情况不是完全一致的，自然环境暴露试验和室内加速老化试验的老化机制并不完全一致。
作者：	段文超
专业：	材料学
导师：	刘常升;韩恩厚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2016