飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕與維修

1、論文摘要：飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的腐蝕與維修飛機(jī)作為航空運(yùn)輸工具，不可避免地要在各種外界環(huán)境下工作，可以說， 機(jī)體結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能僅是相對(duì)于時(shí)間而言的，而它出現(xiàn)腐蝕的可能性則是必然的。由于飛機(jī)金屬的腐蝕而致使飛機(jī)使用壽命大大減少。為了減輕航空公司的開支，加大航空運(yùn)營(yíng)成本，節(jié)約金屬資源，各航空公司都采用一系列的飛機(jī)金屬腐蝕維修措施。隨著技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)今的金屬腐蝕維修與防治水平有了更大的提升。主要包括：機(jī)體外部涂層防護(hù)；定期檢測(cè)，更換易腐蝕部件； 在易腐蝕部位加保護(hù)層與以新型復(fù)合材料代替金屬作主要部件等。并且，金屬腐蝕維修因急性和地理氣候不同而有差異。論文背景：飛機(jī)作為航空運(yùn)輸工具，不可避免地要在各種外

2、界環(huán)境下工作，可以說， 機(jī)體結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能僅是相對(duì)于時(shí)間而言的，而它出現(xiàn)腐蝕的可能性則是必然的。由于飛機(jī)有不同的機(jī)型，其結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)不盡相同，因而體現(xiàn)在具體機(jī)型上易于腐蝕的部位和構(gòu)件也不盡相同。全球每年因?yàn)榻饘俑g而造成的金屬消耗高達(dá)幾百萬噸。而對(duì)于高成本的航空公司而言，金屬腐蝕帶來的航運(yùn)損失更是讓航空公司深切體會(huì)到機(jī)體金屬腐蝕維修工作的必要性。關(guān)鍵字：腐蝕鍍層正文：1易腐蝕的部位及腐蝕成因飛機(jī)作為航空運(yùn)輸工具，不可避免地要在各種外界環(huán)境下工作，可以說，機(jī)體結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能僅是相對(duì)于時(shí)間而言的，而它出現(xiàn)腐蝕的可能性則是必然的。由于飛機(jī)有不同的機(jī)型，其結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)不盡相同，因而體現(xiàn)在具體機(jī)

3、型上易于腐蝕的部位和構(gòu)件也不盡相同。如：B777 客艙地板梁改用復(fù)合材料，一是為了減輕重量，二就是為了防腐。鉚釘連接的蒙皮，在鉚釘周圍和蒙皮的邊緣處會(huì)產(chǎn)生絲狀腐蝕，這是由于埋頭窩處的蒙皮與鉚釘頭之間有空隙，使該處的漆層破裂或剝落，濕氣和污物侵入形成腐蝕源。飛機(jī)的勤務(wù)門后蒙皮經(jīng)常出現(xiàn)這種腐蝕?？团撨M(jìn)口門處廁所和廚房區(qū)域的下部地板梁結(jié)構(gòu)特別容易遭受污水等物質(zhì)的侵蝕，易產(chǎn)生腐蝕， 座椅軌道處的污物、灰塵積留在軌道上易產(chǎn)生腐蝕。機(jī)身客艙門、貨艙門、接近口、勤務(wù)門這些地方為保持強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易構(gòu)成夾縫和空腔；另外客貨艙門、服務(wù)門易出現(xiàn)人為的結(jié)構(gòu)保護(hù)層的損傷，也易積留臟物；客艙門下、貨艙門檻處受雨水和污

4、物的滲濕易發(fā)生腐蝕。因?yàn)闅夂虿町愒斐傻母g原因也不盡相同。在沿海地區(qū)或氣候濕潤(rùn)溫暖的地區(qū)，造成飛機(jī)及固件和飛機(jī)表面金屬腐蝕的主要原因是電化學(xué)腐蝕，具體有：大氣腐蝕；電介質(zhì)腐蝕（海水中含鹽較多） 等；在干燥地區(qū)，造成飛機(jī)金屬腐蝕的主要原因是氣體腐蝕（金屬在干燥空氣中（表面沒有濕氣冷凝）發(fā)生的腐蝕）。2飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的幾種現(xiàn)象飛機(jī)腐蝕主要有以下一些種類：1）表面腐蝕2) 縫隙腐蝕3) 電化腐蝕4)絲狀腐蝕5)晶間腐蝕6)點(diǎn)腐蝕(坑腐)以上所有腐蝕主要是水、電位差、電解液三要素引起的，加速南方飛機(jī)腐蝕的主要原因是空氣潮濕。飛機(jī)結(jié)構(gòu)常用鋁合金，這種材料在一般的大氣中耐蝕性較好，但在潮濕的大氣中耐蝕性能下

5、降。海洋飛行空中鹽分的影響，工業(yè)廢氣的污染，清潔及維護(hù)和檢查工作不完善，這些都是造成腐蝕的原因。清潔工作是飛機(jī)防腐的重要手段?？团撟螌?dǎo)軌易留下污垢，清洗地毯的污水通過接縫螺釘滲入地板梁上表面，滯留時(shí)間較長(zhǎng)，通風(fēng)條件又差，加上保護(hù)層的破壞(如鏟膠時(shí)劃傷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，沒有及時(shí)恢復(fù)保護(hù)層)，污物滲入后造成腐蝕加速。飛機(jī)地板梁腐蝕超標(biāo)很大可能是這樣引起的。飛機(jī)腐蝕具體的有關(guān)概念：（1） 飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕是指飛機(jī)使用過程中，其結(jié)構(gòu)在周圍環(huán)境因素的作用下，構(gòu)件的材料發(fā)生變質(zhì)或破壞，使構(gòu)件無法滿足原有的設(shè)計(jì)要求。（2） 電化學(xué)腐蝕金屬材料（或元素）與電解質(zhì)溶液接觸時(shí),在界面上發(fā)生有自由電子參加的廣義氧化和還原反

6、應(yīng)，使金屬材料以及晶格之間的排列順序發(fā)生改變，從而改變了原有金屬的物理、化學(xué)、機(jī)械等性能。（3） 應(yīng)力腐蝕結(jié)構(gòu)件在拉應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)的共同作用下而產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，一般出現(xiàn)在高接應(yīng)力區(qū)域，這類腐蝕的危害性最大而,壓應(yīng)力可以抑制應(yīng)力腐蝕。通常，應(yīng)力腐蝕呈樹枝狀，裂紋常被腐蝕物覆蓋，因此，很難被發(fā)現(xiàn)。（4） 剝蝕剝蝕是晶間腐蝕的一種，發(fā)生在金屬晶粒邊界，多出現(xiàn)于由合金材料制成的擠壓型材。（5） 絲狀腐蝕絲狀腐蝕是表面噴有漆層的鋁合金表面腐蝕，腐蝕產(chǎn)物將漆膜拱起，外觀像絲狀或網(wǎng)狀，是特殊形式的縫隙腐蝕。通常是緊固件頭部的漆層老化開裂后形成縫隙，雨水和潮濕氣體進(jìn)入后形成縫隙腐蝕。出現(xiàn)絲狀腐蝕的主要部位是機(jī)

7、身后部的下蒙皮。（6） 縫隙腐蝕發(fā)生在相似金屬交接的地方，如果有水分進(jìn)入，縫隙口的含氧量和縫隙內(nèi)的含氧量不同，形成電位差，含氧量高的縫隙口處金屬被腐蝕。一般出現(xiàn)在登機(jī)門門檻和貨艙門檻處。（7） 點(diǎn)狀腐蝕金屬表面產(chǎn)生的針狀、點(diǎn)狀、小孔狀的一種極為局部的腐蝕狀態(tài)，或稱為孔腐蝕，俗稱麻坑。點(diǎn)腐蝕通常產(chǎn)生在金屬表面的保護(hù)膜不完整或破損處， 當(dāng)保護(hù)膜損傷后，這種腐蝕最容易發(fā)生在晶粒邊界、夾雜物或缺陷處。常見于結(jié)構(gòu)螺栓光桿上極容易成為疲勞源，使螺栓迅速疲勞斷裂。（8） 微生物腐蝕霉菌繁殖所產(chǎn)生的分泌物對(duì)構(gòu)件的腐蝕稱為微生物腐蝕。影響油箱微生物繁殖的主要因素是：霉菌孢子、燃油、水和濕度。霉菌在燃油和水的交界

8、面上繁殖，呈長(zhǎng)絲狀，相互交織在一起形成網(wǎng)狀物或球狀物，看上去很黏，呈褐色或黑色。這種霉菌分泌物能破壞或穿透油箱鋁合金結(jié)構(gòu)保護(hù)層和密封膠，從而腐蝕鋁合金結(jié)構(gòu)。（9） 摩擦腐蝕兩個(gè)相連接結(jié)構(gòu)件，由于振動(dòng)造成的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使結(jié)構(gòu)件磨損，新的磨損表面暴露在環(huán)境中，摩擦所產(chǎn)生的微粒反過來又加速磨損和腐蝕。常見于承受高頻振動(dòng)的地方，如起落架的輪軸和操縱系統(tǒng)活動(dòng)面的連接軸上。（10）化學(xué)腐蝕電瓶液、維護(hù)液、貨艙中的酸性或堿性化學(xué)劑、液壓油、除雪劑、廁所泄露、滅火劑等。（11） 均勻腐蝕金屬表面上發(fā)生的程度比較均勻的、大面積的腐蝕稱為均勻腐蝕，是最常見的腐蝕類型。當(dāng)表面沒有保護(hù)的金屬暴露在含有腐蝕介質(zhì)的大氣中時(shí)，

9、將會(huì)發(fā)生均勻腐蝕。這種腐蝕首先使表面失去光澤，如果腐蝕繼續(xù)下去，金屬表面就變得粗糙不平。（12） 晶間腐蝕沿晶粒邊界發(fā)生的選擇性腐蝕，稱為晶間腐蝕。金屬發(fā)生晶間腐蝕后，其外觀可能沒有明顯變化，但原有的物理、機(jī)械性能幾乎完全喪失，甚至一擊即碎。由于晶界腐蝕不易檢查，常常造成結(jié)構(gòu)件突然破壞。另外，晶間腐蝕有時(shí)會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕，所以危害性很大。（13） 焊縫腐蝕離焊縫一定距離的條帶處，焊接溫度曾處于敏化區(qū)，易于產(chǎn)生晶間腐蝕， 稱為焊縫腐蝕，是晶間腐蝕的又一種特殊形式。（14） 沖刷腐蝕高速的帶腐蝕的流體直接不斷地沖刷金屬表面造成的腐蝕稱為沖刷腐蝕。機(jī)體的迎風(fēng)面，如整流罩、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、排氣口區(qū)、起落架

10、艙附近都有可能發(fā)生沖刷腐蝕。（15） 湍流腐蝕流動(dòng)的介質(zhì)在結(jié)構(gòu)的某些特定部位形成湍流而引起的摩擦腐蝕叫湍流腐蝕。受湍流腐蝕的金屬表面常呈凹槽和深谷狀的波紋，腐蝕表面光滑，無腐蝕產(chǎn)物 堆積。當(dāng)介質(zhì)中有懸浮顆粒時(shí)，腐蝕加劇。（16） 氣氛腐蝕金屬及其鍍層在特殊的氣氛環(huán)境中，特別是在微量的有機(jī)酸或無機(jī)酸的加速作用下產(chǎn)生的腐蝕稱為氣氛腐蝕。機(jī)載設(shè)備、儀表內(nèi)元件的腐蝕多為氣氛腐蝕。（17） 局域腐蝕蒙皮或腹板的腐蝕不超過一個(gè)框、長(zhǎng)桁、一根緣條或一根加強(qiáng)肋上；或超過一個(gè)框、一根緣條、一根長(zhǎng)桁或一根加強(qiáng)肋上的腐蝕，但是在腐蝕部件每側(cè)的兩個(gè)相鄰部件上沒有腐蝕。（18） 廣布腐蝕（大面積腐蝕）腐蝕發(fā)生在隔框、長(zhǎng)

11、桁或加強(qiáng)肋所圍成的相鄰兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域的蒙皮或腹板上；或兩個(gè)或多個(gè)相鄰的框、緣條、長(zhǎng)桁或加強(qiáng)肋發(fā)生腐蝕；或一個(gè)框、緣條、長(zhǎng)桁及加強(qiáng)肋與相鄰蒙皮、腹板區(qū)的腐蝕。（19） 接近允許的極限所發(fā)現(xiàn)的腐蝕已很嚴(yán)重，需要對(duì)受損的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行更換、加強(qiáng)或拼接，并且可以預(yù)見下次重復(fù)檢查時(shí)此處的腐蝕損傷將超過允許的極限。（20） 腐蝕預(yù)防與控制大綱 CPCP指用來預(yù)防和控制飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的一系列措施和方案，以防止腐蝕危及飛機(jī)持續(xù)適航性。（21） 腐蝕等級(jí)級(jí)腐蝕腐蝕發(fā)生在兩次相鄰的檢查間隔期間，僅是局域腐蝕，腐蝕去除后，損傷狀況在制造廠文件，如結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)（SRM）、服務(wù)通告（SB）等規(guī)定的允許極限內(nèi)；或腐蝕損傷超出允

12、許的極限，但這種損傷由于某種偶然的因素造成的（如汞、酸液倒翻），對(duì)同一機(jī)隊(duì)的其他飛機(jī)不具有典型性；或航空公司在多次執(zhí)行腐蝕預(yù)防與控制工作任務(wù)后的檢查結(jié)構(gòu)表明，每次定期的檢查在相關(guān)部位只發(fā)現(xiàn)有輕度的腐蝕，但最近一次的檢查發(fā)現(xiàn)，歷次腐蝕清除后的累計(jì)損傷超出了允許的極限，需修理或更換部分重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件。級(jí)腐蝕 腐蝕發(fā)生在兩次相鄰的檢查間隔之間，腐蝕去除后，損傷超出制造廠文件規(guī)定的允許極限，需修理、加強(qiáng)或更換全部/部分重要結(jié)構(gòu)部件；或發(fā)生在連續(xù)檢查之間的腐蝕損傷是廣布性腐蝕，清除腐蝕后損傷接近允許的切削量極限。級(jí)腐蝕當(dāng)?shù)谝淮位螂S后的檢查發(fā)現(xiàn)的腐蝕已嚴(yán)重影響到飛機(jī)的適航性， 并需要立即對(duì)同型號(hào)的機(jī)隊(duì)采取緊

13、急措施，航空器制造廠需要參加對(duì)級(jí)腐蝕 的評(píng)定。3維修保護(hù)措施1首先從意識(shí)上要盡量避免不必要的腐蝕累積我們應(yīng)采取積極的防腐措施來保護(hù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)，而不應(yīng)等結(jié)構(gòu)腐蝕后才去消 除腐蝕產(chǎn)物。被腐蝕后，除腐再仔細(xì)，也會(huì)留下一些痕跡，并將削弱構(gòu)件強(qiáng)度 甚至報(bào)廢構(gòu)件。所以清除腐蝕是不得已時(shí)的挽救措施。一旦發(fā)現(xiàn)構(gòu)件腐蝕，只 要可能就要馬上清除腐蝕產(chǎn)物。因?yàn)楦g產(chǎn)物通常吸潮性較強(qiáng)，會(huì)加速腐蝕。 對(duì)飛機(jī)防腐的重要手段是清潔。處于機(jī)身廁所和廚房區(qū)域的下部結(jié)構(gòu)特別易遭 受濺潑的污水、食物以及帶有腐蝕性的馬桶除臭液浸漬而發(fā)生腐蝕。清潔好這 些部位特別重要。飛機(jī)廁所門下角下部結(jié)構(gòu)就是由于沒有徹底清潔腐蝕較嚴(yán)重。貨艙的清潔也非

14、常重要，運(yùn)輸海產(chǎn)品、蔬菜水果后一定要進(jìn)行徹底清潔。清洗 飛機(jī)后，各個(gè)艙門要打開，并要吸去從縫隙里流進(jìn)各部位的污水。龍骨梁部位 要打開空調(diào)艙門將流入的污水放掉，起落架最好用防水布罩一下，以免受污水 的浸蝕。檢查各部位的排水孔是否暢通，如不暢通應(yīng)及時(shí)采取糾正措施，按維 護(hù)手冊(cè)噴防腐劑。各部位都要進(jìn)行定期防腐檢查：早期的腐蝕發(fā)現(xiàn)后及時(shí)報(bào)告、及時(shí)打磨，進(jìn)行防護(hù)處理。打磨除腐要嚴(yán)格按照除腐施工說明去做，特別要注 意罩住或蓋住所有與腐蝕區(qū)域相連的結(jié)構(gòu)件，以防從損傷區(qū)域掉下的腐蝕物污 染到其它結(jié)構(gòu)件，因?yàn)楦g物本身也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成腐蝕?；謴?fù)保護(hù)涂層 必須嚴(yán)格按照維護(hù)手冊(cè)內(nèi)容去施工，在全部區(qū)域噴涂 BMS329

15、 防腐劑。D、C 檢時(shí)及時(shí)收集維修信息，根據(jù)維修信息反饋，對(duì)整個(gè)機(jī)群易腐蝕部位做重點(diǎn)檢查， 確定重點(diǎn)防腐部位和區(qū)域，比如采取貨艙地板壓條、地板接縫處封膠密封以防 污水污垢進(jìn)入結(jié)構(gòu)。為使飛機(jī)壽命延長(zhǎng)，效益提高，防腐工作必須樹立“以防為主，修理為輔”的指導(dǎo)思想，保護(hù)好結(jié)構(gòu)涂層，及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕，及時(shí)消除腐蝕， 以減少嚴(yán)重腐蝕的發(fā)生，這樣才能縮短修復(fù)周期，降低維修費(fèi)用。2飛機(jī)表面處理工藝表面腐蝕是航空器進(jìn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障，一般采用表面處理方法來翻修。翻修中處理工藝如下：（1）鋁合金林間的陽(yáng)極化處理航空器中凡是用鋁合金材料制造的零件（除了用防銹鋁制造的郵箱，或需要良好的導(dǎo)電性能的零件）一般都要進(jìn)行陽(yáng) 極化處理

16、，以提高零件的防腐性能，或者作為專用的裝飾覆蓋層。經(jīng)常采用的 有黃色陽(yáng)極化、無色陽(yáng)極化和專用著色陽(yáng)極計(jì)劃。黃色陽(yáng)極化多用于內(nèi)部表面 無色彩要求或者表面要求涂漆以增加漆層與鋁合金表面結(jié)合的牢固性零件。如 外表要求噴涂色漆的飛機(jī)蒙皮等。無色陽(yáng)極化主要用于不涂色漆的飛機(jī)蒙皮等。著色陽(yáng)極化主要采用的有黑色陽(yáng)極化，多用于座艙內(nèi)部零件；紅色陽(yáng)極化多用 于一些標(biāo)志警告、危險(xiǎn)標(biāo)牌或緊急使用的操縱手柄、按鈕及其罩蓋等。表面陽(yáng) 極化層損傷時(shí)，可以用重復(fù)陽(yáng)極化處理的方法來修復(fù)。翻修中還采用一種硬陽(yáng) 極化，因?yàn)樗哂辛己玫哪湍バ?，故可用于易受磨損的零件。（2）鎂合金零件的氧化處理鎂合金材料的特點(diǎn)是重量輕，強(qiáng)度高。故在

17、航空器常用來制作一些受力不太大的支座、支架和框架、整流便條等，用途比較廣泛。但其耐腐蝕性在某些條件下不夠理想，如在超市和含鹽分的環(huán)境中易被腐蝕，所以對(duì)于鎂合金零件必需采取有效的表面防護(hù)措施，其中最基本的就是氧化處理。如下情況均需氧化處理：1. 新制的鎂合金半成品件；2. 2.局部進(jìn)行了切削加工； 3.表面氧化層被磨損；4.零件被腐蝕。常用的氧化處理工藝有兩種，一是整個(gè)零件進(jìn)行氧化處理，如果零件裝配在機(jī)上，就必須拆下來進(jìn)行處理；另一部分是局部處理，對(duì)于裝配在機(jī)上的零件不必拆下，只對(duì)其損傷部位進(jìn)行局部氧化處理。所謂局部氧化處理，就是用專門配制的亞硒酸溶液，涂刷在局部表面，從而蓋表面生成一層氧化膜。

18、局部氧化處理工藝在返修中的用途很廣泛的，特別是那些與機(jī)體結(jié)合在一起的大型鎂合金框架、指甲表面上的局部損傷，一般都采用此法修復(fù)。由于氧化膜很薄，耐腐蝕性較差，所以在氧化后的鎂合金零件表面上還需漆保護(hù)。（3）鋼零件電鍍1）鍍鋅、鍍鎘返修中，鋼零件電鍍工藝用得較多的有鍍鋅鍍鎘，只要用來提高鋼制零件的防銹性能。鍍鋅層在大氣及工業(yè)大氣中具有較高的防護(hù)性能，在礦物油中也能可靠的紡織零件腐蝕，但在與海霧、海水直接接觸的情況下其防護(hù)性能不如鍍鎘層。2）鍍鉻翻修中，鍍鉻工藝主要用于修復(fù)零件原鍍鉻層和恢復(fù)、加大零件尺寸。1修復(fù)原鍍鉻層航空器中，鍍鉻的零件是比較多的。這些零件常見的故障有鉻層脫落、磨損和劃傷等，一般

19、可用于退鉻后重新鍍鉻的頒發(fā)修復(fù)，如飛機(jī)起落架作動(dòng)筒、飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)附件上的油針、活門，以及發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)軸、渦輪軸等。2.恢復(fù)和加大零件尺寸航空其中，不但在工作是有相對(duì)活動(dòng)的鍍鉻零件上會(huì)產(chǎn)生磨損、劃傷等故障， 對(duì)于把寫在工作事項(xiàng)對(duì)活動(dòng)的非鍍鉻零件上也會(huì)因?yàn)檠b配不當(dāng)、腐蝕等原因產(chǎn)生劃傷和麻點(diǎn)。翻修中對(duì)于那些昂貴的零件，或?yàn)榱吮苊饨窈筮@類重復(fù)故障除去劃傷和麻點(diǎn)，再鍍鉻恢復(fù)尺寸，必要時(shí)加大，以便達(dá)到原來的配合要求。如飛機(jī)起落架大軸、機(jī)翼對(duì)接螺栓等，當(dāng)其安裝孔有劃傷和麻點(diǎn)時(shí)，可以刮削或鉸孔除去劃傷和麻點(diǎn)，而將大軸或?qū)勇菟ㄏ鄳?yīng)地鍍鉻加大。（4）金屬和非金屬材料零件的噴涂翻漆是返修中用途最廣的表面保護(hù)方法，

20、它用于各種材料。航空器中除了表面有特殊要求的零件外，一般都以涂漆作為零件表面處理的最后一道工序。根據(jù)用途，翻修中常用的涂漆層分一般用途和特殊用途。一般用途類：所有鋁合金零件，一般陽(yáng)極化后涂漆；所有鎂合金或鍍鎘后涂漆， 漆層無特殊要求，只要在通常環(huán)境和條件下能起保護(hù)作用。4.納米涂層技術(shù)：多年來，典型的 PVD 涂層都是非常薄的超硬耐磨膜層，多數(shù)應(yīng)用在刀具上， 如鉆頭、銑刀、鉸刀、刀片和滾刀等，也應(yīng)用在各種模具上。這種應(yīng)用的典型膜層厚度在 1-5m 左右，當(dāng)然也有特殊應(yīng)用的膜層厚度接近 10m 左右。然而， 在汽車制造業(yè)和航空航天領(lǐng)域上的特殊應(yīng)用膜層已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 5m。試驗(yàn)已經(jīng)證明在這些領(lǐng)域里的

21、特殊應(yīng)用膜層越厚，耐磨性能和抗腐蝕性能更好。目前，有這種需要的超厚膜層可達(dá)到 10-50m 左右，有些膜層甚至更厚。目前，80%的 PVD 超硬膜層都是通過電弧蒸發(fā)技術(shù)沉積形成的。通過電弧蒸發(fā)形成的涂層有很多卓越的優(yōu)點(diǎn)，如性價(jià)比高、質(zhì)量非常好；從材料和能源成 本考慮，這種技術(shù)是投資最低、最有競(jìng)爭(zhēng)力的涂層。另外，由于在真空狀態(tài)下 電弧蒸發(fā)而形成的高度離子化，這種技術(shù)還可以獲結(jié)合力最好和最致密的膜層。在過去的 10 年里，Al 基超硬涂層占據(jù)著特別重要的位置。如今，大部涂層廠家均可提供各種鋁含量的涂層。另外，Cr 基涂層也越來越多地被應(yīng)用。所有這些涂層都是復(fù)合涂層。特別是復(fù)合涂層可以大大減少膜層的

22、內(nèi)張力，以及降低膜層表面液滴尺寸。另外，這些膜層大部分都是納米結(jié)構(gòu)膜層，每個(gè)單層膜層只有 2050nm 的厚度。今天，這種結(jié)構(gòu)的膜層已經(jīng)成為最先進(jìn)的保護(hù)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的涂層，例如渦輪葉片的耐磨損和防腐蝕涂層。這種以 Ti 和 TiN 為基礎(chǔ)的軟硬交替的超厚膜層是第一代防腐蝕膜層，可以為渦輪葉片提高 23 倍的使用壽命。目前這些涂層被廣泛應(yīng)用在非常惡劣的環(huán)境中，例如在沙漠中的直升飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，但是也越來越多地應(yīng)用在商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上。在航空工業(yè)中的特殊耐磨和防腐蝕應(yīng)用中，均需要超厚的 PVD 涂層。圖中為是 TiN 涂層的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片（整體集成葉片），膜層厚度為 20m。在沉積過程中，工藝溫度是影

23、響葉片疲勞壽命的最具決定性的參數(shù)之一。目前這種TiN 結(jié)構(gòu)的超厚涂層已經(jīng)成為最先進(jìn)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片涂層。隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，Al 基加厚涂層已經(jīng)成為第二代更優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片涂層。5. 防腐蝕復(fù)合材料的應(yīng)用與檢測(cè)：復(fù)合材料具有優(yōu)良的物理和力學(xué)性能，比強(qiáng)度和比模量高，抗疲勞性能好， 耐熱性能好，成型工藝簡(jiǎn)單，已得到廣泛應(yīng)用。航空器要求高比強(qiáng)度、高比模 量和耐高溫，在設(shè)計(jì)制造中復(fù)合材料已得到廣泛應(yīng)用。除力學(xué)性能復(fù)合外，還 有電性能與力學(xué)性能、光學(xué)性能與力學(xué)性能、熱性能與力學(xué)性能等的復(fù)合，形成各種各樣特種性能的復(fù)合材料。目前，波音 787、空客 A380 和 A350 等大型客機(jī)的率先應(yīng)用聚合物與復(fù)合

24、材料，復(fù)合材料工藝作為新技術(shù)加以開發(fā)?，F(xiàn)而今，熱固塑料等復(fù)合材料主要 應(yīng)用在航空器艙內(nèi)，由于機(jī)艙內(nèi)壁和行李柜等部位，對(duì)于材料性能的要求較低， 復(fù)合材料就可以勝任。用于艙內(nèi)產(chǎn)品的復(fù)合材料，要更多地考慮舒適度、美觀 度。因此一些新型、輕質(zhì)、性能優(yōu)良的材料，將會(huì)得到更多的使用。出于不同 的用途考慮，艙內(nèi)產(chǎn)品各部位對(duì)復(fù)合材料的要求也各不相同。其中以肋板對(duì)材 料的安全性要求最高，而其他部位大多可以使用抗沖擊性能較低的輕型和薄型 材料。熱固塑料是目前應(yīng)用最多的復(fù)合材料，其中以擁有極高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂 用量最大。酚醛樹脂憑借其極低的可燃性、發(fā)煙性和毒害性，即火、煙、毒(FST)特性在航空器內(nèi)飾中得到了廣泛使用

25、。弗若斯特沙利文公司認(rèn)為，耐高溫的環(huán)氧樹脂將會(huì)在結(jié)構(gòu)部件中得到更多的使用。其他種類的樹脂還有苯并口惡嗪(Benzoxazine)和帝斯曼 Turane 樹脂。帝斯曼 Turane 樹脂具有室溫固化、低應(yīng)用成本的特點(diǎn)，已被用于兩座小型航空器，將來也有可能用于大型航空器的制造中，但這還需要時(shí)間來驗(yàn)證。另外目前雙馬來酰亞胺樹脂已被用于透明雷達(dá)罩。業(yè)內(nèi)普遍采用添加物來改良聚合材料的性能。常見的添加物包括碳纖維、玻璃纖維和高性能聚合物纖維等。碳纖維作為目前最為成熟的添加物，2007 年用作航空器復(fù)合材料添加物的量已經(jīng)達(dá)到 7500 噸，占全部添加物用量的 3/4 左右，預(yù)計(jì)今后的用量還將繼續(xù)提高?？墒?，

26、挑戰(zhàn)仍然存在相對(duì)來說復(fù)合材料很少用到航空器艙外。波音 747 的垂尾、平尾、后氣密框、襟翼、副翼、發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩等均使用了復(fù)合材料。而空客 A320、A380 同樣采用了復(fù)合材料。若是將復(fù)合材料廣泛用于艙外，不僅則免去了金屬的腐蝕維修工作，為航空公司節(jié)省了資源，更為航空公司節(jié)省了營(yíng)運(yùn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，更為民用航空器的未來發(fā)展起到不可估量的作用。所以加大對(duì)艙外應(yīng)用復(fù)合材料的應(yīng)用，將成為目前，甚至以后很長(zhǎng)一段時(shí)間的航空界的一大熱門課題。當(dāng)然，隨著復(fù)合材料在現(xiàn)代民用飛機(jī)中日益廣泛的應(yīng)用，緣于復(fù)合材料特點(diǎn)與普通材料不同，給無損檢測(cè)領(lǐng)域帶來許多新的研究課題，飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)工作顯得尤為突出與

27、重要。復(fù)合材料在工藝形成過程中，易出現(xiàn)氣孔、疏松、樹脂開裂、分層和脫粘等缺陷；在飛機(jī)服役過程中，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷主要是環(huán)境損傷、偶然損傷，其中包括動(dòng)態(tài)載荷、雨水侵蝕、外物撞擊等。損傷形式表現(xiàn)為：分層、脫落、積水、老化或剝蝕、撞擊造成表面損傷， 以及電擊損傷等。由于復(fù)合材料的各向異性，在損傷、失效等方面表現(xiàn)為機(jī)理復(fù)雜、現(xiàn)象多樣、判別困難，特別是低速?zèng)_擊下，復(fù)合材料的損傷情況目視不見，潛在危險(xiǎn)很大。復(fù)合材料的損傷檢測(cè)是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理的基礎(chǔ)和前提，也是其性能評(píng)估的依據(jù)。航空器復(fù)合材料中應(yīng)用較多的是纖維增強(qiáng)材料和板-板、板-蜂窩結(jié)構(gòu)， 由于纖維增強(qiáng)材料具有導(dǎo)電性差、聲衰減高等特點(diǎn)，使在應(yīng)用檢測(cè)方面與金屬 檢測(cè)有較大差異。目前，在民航飛機(jī)維修中，復(fù)合材料的檢測(cè)方法主要是：目 視檢查法、敲擊法、超聲檢測(cè)法、X 射線檢測(cè)法、紅外成像檢測(cè)法、真空測(cè)試（VLT）、基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的 CR/DR 技術(shù)也在逐漸被采用。1目視檢查目視檢查法應(yīng)用最簡(jiǎn)單，也最廣泛。采用直接目視、借助反光鏡、放大鏡目視檢查以及利用內(nèi)窺鏡檢查內(nèi)部損傷。2敲擊法敲擊法是利用硬幣、棒、小錘等叩擊零件表面，仔細(xì)辨聽聲音差異來查找缺陷，粘接好的區(qū)域與脫粘區(qū)域差別非常細(xì)微，對(duì)環(huán)境與檢查人員要求較高。3超聲檢測(cè)超聲檢測(cè)