{首页主词},&

一文詳解飛機各部位材料的腐蝕與防護

2023-07-11 14:17:06 作者：腐蝕與防護來源：腐蝕與防護分享至：

飛機材料一旦出現(xiàn)腐蝕問題，不僅會對飛機本身性能的發(fā)揮造成阻礙，嚴重時甚至會對人民的生命以及財產(chǎn)安全造成巨大的損失。腐蝕問題是材料與環(huán)境發(fā)生作用的表面現(xiàn)象，電化學腐蝕發(fā)生在固體材料與電解質(zhì)溶液中的固液界面，化學腐蝕發(fā)生在固體材料與周圍氣體環(huán)境的固氣界面。因此系統(tǒng)全面地分析一個腐蝕問題，一方面要具體分析材料的本身特性，即內(nèi)在各個因素；另一方面要全面分析周圍的環(huán)境，以及環(huán)境中的介質(zhì)及其存在的狀態(tài)，即腐蝕的外在因素。

造成飛機腐蝕的因素

飛機的腐蝕是由多方面原因造成的。它主要受大氣條件和運行環(huán)境的影響，涉及到溫度、濕度、氧化、有害氣體、化學物質(zhì)等多種因素。這些環(huán)境因素對飛機遭受腐蝕的易感性起著主要作用。而且，往往是多種因素組合作用的結(jié)果。

1 大氣和氣候

大氣和氣候典型的影響因素有以下幾種：

（1）海洋性氣候。大氣中含有高濃度的鹽粒或鹽霧，影響因素還涉及到距海面的高度、風速、雨量、溫度等。

（2）大氣污染。指工業(yè)排氣污染（如二氧化硫）及各種有害物質(zhì)和氣體等。

（3）雨天。雨水與氧氣或其他化學成分與金屬表面接觸產(chǎn)生化學作用，造成腐蝕。

（4）濕度。相對濕度大的空氣會產(chǎn)生吸附在金屬表面的水膜，造成腐蝕。

（5）高溫地區(qū)。一方面熱空氣的腐蝕速度比冷空氣大；另一方面，熱冷變化使金屬表面產(chǎn)生水汽凝結(jié)，高溫高濕則影響更大。

2 運行環(huán)境

由于飛機的運行航程遠、跨距大、裝載頻繁，所以遭受腐蝕影響的環(huán)境介質(zhì)因素較多。最主要的運行環(huán)境影響因素有以下幾個方面：

（1）跑道構(gòu)造。路面鋪設的材料選擇，砂礫灰塵的多少，路面的污物或玻璃等有害物質(zhì)。

（2）跑道污染。指使用化學物質(zhì)清除跑道的積雪或冰后，遺留下的有害污染物質(zhì)。

（3）運行高度。飛機處于低高度環(huán)境時間越長，飛機腐蝕越嚴重。如小型訓練飛機，飛行超低空科目時，就會受到這種影響。

（4）站間行程。飛機起降站間的行程大小，將影響到油箱中燃料凝集的時間和狀況，從而影響到微生物在油箱中的生長情況。

（5）運載貨物的類型。例如，活的動物、海洋食物和化學物品等，會直接污染飛機而造成腐蝕。

3 維護不當

如用飛機清洗劑清潔飛機不夠徹底，或飛機燃油和潤滑油溢出，飛機裝載海洋性物質(zhì)后存在遺留物，飛機廁所清潔劑清潔不徹底等，都會使飛機產(chǎn)生腐蝕。

機身內(nèi)部腐蝕分區(qū)

飛機機身結(jié)構(gòu)防腐蝕設計時，首先需要對機身內(nèi)部區(qū)域進行腐蝕分區(qū)，便于對不同的腐蝕區(qū)域采取合適的防腐蝕措施。

腐蝕分區(qū)的第一步是對參考機型在役飛機的腐蝕情況進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果對機身內(nèi)部區(qū)域進行腐蝕分區(qū)。目前參考機型主要包括波音、空客等主流機型；腐蝕數(shù)據(jù)主要來源于維修基地定檢時的腐蝕維修記錄，以及航線常規(guī)性例行檢查中發(fā)現(xiàn)的腐蝕記錄。以計數(shù)的方法統(tǒng)計腐蝕區(qū)域的腐蝕頻率，確定易腐蝕區(qū)、較易腐蝕區(qū)和一般腐蝕區(qū)。

腐蝕分區(qū)的第二步是基于腐蝕影響因素進行環(huán)境分區(qū)。飛機金屬結(jié)構(gòu)部件的腐蝕風險取決于該部件所處的環(huán)境條件。一般根據(jù)區(qū)域內(nèi)水及各種液體積聚的概率、區(qū)域的可接近性和損傷風險，將環(huán)境條件分為以下三類：

A類：

接觸空氣，通常為干區(qū)且易接近的區(qū)域；

B類：

接觸燃油的區(qū)域；

C類：

易接觸液壓油、廁所或廚房液體、潤滑劑污染的區(qū)域；

容易生成或聚集冷凝水、液體的區(qū)域；

難以接近，以及具有很高的意外損傷風險區(qū)域。

C類區(qū)域可進一步細分為：

① C1類：接觸水、濕氣，偶然接觸其他液體的區(qū)域，且具有很高的意外損傷風險區(qū)域；

② C2-1類：接觸水、濕氣，經(jīng)常接觸其他液體的區(qū)域；

③ C2-2類：接觸水、濕氣，其他液體易積存且難以接近的區(qū)域。

環(huán)境類別僅適用于飛機的內(nèi)部部件，這些部件在飛行過程中從外部看不到，包括整流罩覆蓋的區(qū)域。典型民機機身內(nèi)部環(huán)境類別劃分如圖1所示。

圖1 典型民機機身內(nèi)部區(qū)域環(huán)境類別

腐蝕分區(qū)的第三步是基于結(jié)構(gòu)重要性進行區(qū)域分區(qū)，分成重要、較重要、一般部件三個等級。對安全性有重要影響的部件，需提高腐蝕分區(qū)等級，加強防護措施。對于機身一些重要結(jié)構(gòu)部件，一旦腐蝕，將導致產(chǎn)品不能完成主要任務，危及人身安全等危險，需定義為重度腐蝕區(qū)，比如龍骨梁結(jié)構(gòu)。

綜合上述民機腐蝕分區(qū)的三步法，可按照表1的分析步驟，將全機分為輕度腐蝕區(qū)、中度腐蝕區(qū)以及重度腐蝕區(qū)。由于機身內(nèi)冷凝水線以下區(qū)域，機身內(nèi)壁形成液膜的概率較大，因此冷凝水線以下的區(qū)域被定義為中度及重度腐蝕區(qū)。冷凝水線的位置可能因為機型不同而不同，典型民機機身內(nèi)部壁板腐蝕分區(qū)示意如圖2所示，典型民機機身內(nèi)部框截面腐蝕分區(qū)示意如圖3所示。

表1 腐蝕分區(qū)過程表

圖2 典型民機機身內(nèi)部壁板腐蝕分區(qū)示意

圖3 典型民機機身內(nèi)部框截面腐蝕分區(qū)示意

機身結(jié)構(gòu)材料分組

在明確了飛機機身內(nèi)部腐蝕分區(qū)之后，還需要明確結(jié)構(gòu)材料分組。目前飛機結(jié)構(gòu)金屬材料仍以鋁合金、鈦合金、耐蝕鋼、非耐蝕鋼以及銅、鉻、鎳、鐵等合金為主；復合材料主要是指碳纖維復合材料和玻璃纖維復合材料。

飛機結(jié)構(gòu)中存在大量的互相連接、搭接、配合的不同材料。對于飛機結(jié)構(gòu)異種材料接觸時，電偶腐蝕現(xiàn)象容易發(fā)生。表2列出了各種材料原電池腐蝕活性的遞增次序（從上往下、從左往右活性逐漸減弱），表中材料之間對應的數(shù)字（0~11）越大代表材料之間越不相容，為方便起見，航空材料按其相似性又可以分為四類（Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類和Ⅳ類），如表3所示。同類中的不同材料之間一般不會產(chǎn)生嚴重的電偶腐蝕，不同類材料之間需要考慮電偶腐蝕。兩種不同材料的結(jié)構(gòu)接觸時，電位差越大，電偶腐蝕速度就越快，就越不相容；電位差越小，電偶腐蝕就越慢，就越相容。故針對同類或不同類的結(jié)構(gòu)之間采取的防腐蝕措施也不相同。

表2 不同材料的電化學活性和相容性

表3 航空材料異電位分組

飛機材料的耐蝕性能

鋁合金的耐蝕性能

純鋁的化學性質(zhì)雖然很活潑，但由于它在空氣中易與氧結(jié)合，在表面形成一層致密、穩(wěn)定的氧化鋁薄膜（鈍化膜），可保護內(nèi)層金屬不再繼續(xù)氧化，因此純鋁在大氣中具有很好的耐蝕性能。但退火態(tài)純鋁的抗拉強度相當?shù)停挥?5 MPa，因此其使用范圍僅局限于飛機結(jié)構(gòu)中受力不大的非結(jié)構(gòu)件。飛機結(jié)構(gòu)上使用的鋁合金大致可以分為兩種，即可熱處理強化的鋁合金和不可熱處理強化的鋁合金。

不可熱處理強化的鋁合金

01 Al-Mn系合金（3000系列）

常用合金為3A21鋁合金，合金中錳為主要合金元素，它具有較高的強度、良好的塑性和工藝性能。

3A21合金在室溫下的組織為a固溶體和在晶界上形成的（α+Al6Mn）共晶體。由于α固溶體與Al，Mn相的電極電位幾乎相等，因此合金的耐蝕性較好。

該類合金的缺點是在冷變形硬化狀態(tài)下不能用在溫度高于100℃的場合，原因是在該條件下，其對應力腐蝕開裂（SCC）的敏感性較高。

02 Al-Mg系合金（5000系列）

由于主要合金元素鎂的密度比鋁還小，加上其良好的焊接性能和抗震性能，所以這類合金在航空工業(yè)中得到了廣泛的應用，常用的有5A02、5A03、5A06等鋁合金。

該類合金的強度一般高于3A21鋁錳合金的強度。在實際使用中，該材料呈單相固溶體組織，因此具有良好的耐蝕性能。其在大氣、海水中的耐蝕性能優(yōu)于3A21合金，與純鋁相當；在酸性和堿性介質(zhì)中，其耐蝕性稍遜于3A21合金。

該系合金的含鎂量越高，強度也越高。但其含鎂量不宜過高，應控制在8%（質(zhì)量分數(shù)）以內(nèi)。原因是當含鎂量大于8%以后，如果對其進行退火處理，會在晶界上連續(xù)析出Mg5Al8相，導致其耐蝕（晶間腐蝕和應力腐蝕）性能下降。

可熱處理強化的鋁合金

這類鋁合金可以通過熱處理來產(chǎn)生沉淀強化的效果，其強度較高，又稱為硬鋁合金，是航空上最為重要的結(jié)構(gòu)件材料之一。

總體上看，鋁合金的強度隨溫度升高而降低，當飛機速度較高時，氣動加熱會影響鋁合金強度。鋁合金化后，其耐腐蝕性能減弱，常見的腐蝕形態(tài)有點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、剝蝕和應力腐蝕等。

點蝕是鋁合金最常見的腐蝕形態(tài)之一，硬鋁合金等耐點蝕能力較差。鋁合金易產(chǎn)生縫隙腐蝕，因為縫隙內(nèi)易積存水分和污物，使涂層和包鋁層發(fā)生水化作用，降低其保護作用。

Al-Cu、Al-Cu-Mg、Al-Zn-Mg等合金產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向較大。晶間腐蝕與熱處理工藝有關(guān)，采用自然時效腐蝕傾向較低，人工時效腐蝕傾向則較高，而過時效腐蝕傾向又降低。Al-Cu-Mg系硬鋁合金中的T6熱處理狀態(tài)比T3熱處理狀態(tài)具有更大的晶間腐蝕敏感性，因此除在高溫下工作的構(gòu)件以外，這類合金一般均采用自然時效處理。

在飛機結(jié)構(gòu)中，Al-Cu-Mg合金產(chǎn)生剝蝕的情況最多，Al-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg合金也有發(fā)生，但在形變Al-Si系中未見發(fā)生。

Al-Cu、Al-Cu-Mg硬鋁合金，特別是Al-Zn-Mg、Al-Zn-Mg-Cu等超硬鋁合金容易產(chǎn)生應力腐蝕。

01 Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mn系合金（2000系列）

Al-Cu-Mg系合金是可熱處理強化鋁合金中最重要的合金系列之一，飛機結(jié)構(gòu)中使用最為廣泛的該類合金為2024鋁合金，這類合金的主要強化相為S相（CuMgAl2），其次為θ相（CuAl2），通常在T3狀態(tài)下使用，具有斷裂韌性高、抗疲勞裂紋擴展能力強的特點。不過此狀態(tài)下的抗蝕（晶間腐蝕）性能不夠好，薄板一般包鋁后使用，也可配合陽極化處理、阿洛丁化學處理進一步提高其耐蝕性能。2000系列中目前最新、性能最好的合金是2524鋁合金，其韌性和抗疲勞性能均較2024鋁合金有重大改進，已成功應用于B777客機。

02 Al-Zn-Mg-Cu系合金（7000系列）

Al-Zn-Mg-Cu系合金中最重要的是7075鋁合金，在T6狀態(tài)下其強度最高，但斷裂韌性最低，耐蝕性能（尤其是抗晶間腐蝕和應力腐蝕性能）較差。為了增強其耐蝕性能，需對其進行過時效處理，常見的有T73處理，即首先對鋁合金進行固溶處理，然后進行雙級時效處理（在較低溫度下加熱保溫一段時間后，再在較高溫度下加熱和保溫一段時間）。經(jīng)此處理以后，雖然材料的抗拉強度下降大約15%，但是材料的耐應力腐蝕性能和晶間腐蝕抗力卻大大提高。7055是目前該系合金中合金化程度最高、強度也最高的鋁合金，近期研究成功的T77處理工藝，使該合金在高強度下仍能保持較高的斷裂韌性和良好的抗應力腐蝕性能，該種合金已成功應用于B777客機的主體結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，在進行雙級時效處理之前，首先應對固溶處理（淬火）的工藝進行嚴格控制，否則將嚴重影響材料的抗晶間腐蝕性能。

鈦合金的耐蝕性能

鈦不但資源豐富，而且具有密度小、比強度高、耐熱性高及優(yōu)異的耐蝕性，此外，鈦還具有很高的塑性和優(yōu)良的冷熱加工性能，從而使其在現(xiàn)代工業(yè)中占有極其重要的地位，在航空、化工、導彈、航天及艦船等方面，鈦及其合金得到廣泛的應用。

鈦合金在飛機結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)方面應用廣泛（見表4），鈦合金在航空領(lǐng)域的廣泛應用主要基于以下一個或幾個理由：

（1）優(yōu)秀的耐腐蝕性，在腐蝕過程中不會產(chǎn)生點蝕。

（2）高的比強度。

（3）高的使用溫度。

（4）減輕質(zhì)量，密度大約比鋼小40%。

（5）減輕空間約束問題。

（6）和其他材料的兼容性。

表4 各種鈦合金在飛機上的應用

純鈦

鈦有較高的強度（退火后，工業(yè)純鈦的抗拉強度σb=550~700 MPa），約為鋁的6倍，鈦同時兼有鋼（強度高）和鋁（質(zhì)輕）的優(yōu)點，因此鈦的比強度在結(jié)構(gòu)材料中是很高的。鈦的線膨脹系數(shù)較小，在高溫條件下或熱加工過程中產(chǎn)生的熱應力小；導熱性差，只有鐵的1/5；摩擦因數(shù)大（μ=0.42），因此切削、磨削加工困難；鈦的彈性模量較低，屈服強度高，因此鈦及其合金冷變形加工時的回彈性大，不易成形和校直；純凈的鈦有良好的可塑性，它的韌性超過純鐵的2倍。

工業(yè)純鈦按其雜質(zhì)含量不同，可分為TA1、TA2、TA3三個牌號。牌號順序數(shù)字增大，雜質(zhì)含量增加，鈦的強度增加，塑性下降。

鈦合金

為了提高強度，可在鈦中加入合金元素。合金元素融入α-Ti中形成α固溶體，融入β-Ti中形成β固溶體。鋁、碳、氮、氧和硼等元素使α與β同素異晶轉(zhuǎn)變溫度升高，稱為α穩(wěn)定化元素；而鐵、鉬、鎂、鉻、錳和釩等元素使同素異晶轉(zhuǎn)變溫度降低，稱為β穩(wěn)定化元素；錫和鋯等元素對轉(zhuǎn)變溫度影響不明顯，稱為中性元素。

根據(jù)使用狀態(tài)的組織，鈦合金可分為α鈦合金、β鈦合金和（α+β）鈦合金三類。（α+β）鈦合金兼有α和β鈦合金兩者的優(yōu)點，耐熱性和塑性都較好，并且可進行熱處理強化，這類合金的生產(chǎn)工藝也比較簡單。因此，（α+β）鈦合金的應用比較廣泛，其中以TC4（Ti-6Al-4V）應用最為廣泛。

鈦合金氧化膜的穩(wěn)定性遠高于鋁和不銹鋼氧化膜的穩(wěn)定性。保護膜因機械操作遭到破壞時，能很快恢復。所以，鈦及鈦合金在很多高活性介質(zhì)中都具有較高的耐腐蝕能力。

合金鋼的耐蝕性能

一般來說，約有12%~16%的飛機基本結(jié)構(gòu)是用合金鋼（包括不銹鋼）制作的。其最大的優(yōu)點是具有高強度（見表5）和高彈性模量，其應用見表6。

表5 飛機常用合金鋼的強度范圍

強度低于200 KSI認為是低強度，強度高于200 KSI認為是高強度。

表6 飛機常用的合金鋼

高強度優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼在潮濕工業(yè)大氣、海洋大氣等環(huán)境中，耐蝕性能比碳鋼有所提高。但是，在沒有保護措施的情況下，它們?nèi)跃哂刑间摰母鞣N腐蝕傾向。

一般把在空氣和中性介質(zhì)中能夠耐腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而把能在各種侵蝕性較強的介質(zhì)中工作的耐蝕鋼稱為耐酸鋼。通常把不銹鋼和耐酸鋼統(tǒng)稱為不銹耐酸鋼，簡稱為不銹鋼。

不銹鋼的“不銹”只是相對的，在一定的條件下不銹鋼也會腐蝕，因此沒有絕對“不銹”的不銹鋼。按照內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)的不同，可以把不銹鋼分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼四種。

馬氏體不銹鋼

馬氏體不銹鋼是一類含碳量較高的鉻不銹鋼，其含碳量在0.1%~0.9%范圍，含鉻量在12%~18%范圍。這類鋼的特點是含碳量比其他種類不銹鋼要高，除添加合金元素鉻外，有時還添加少量的鉬或鎳，如1Cr17Ni2、9Cr18MoV等。馬氏體不銹鋼比鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的耐蝕性都差，而且含碳量越高，其耐蝕性越差。

馬氏體不銹鋼在大氣、海水和氧化性介質(zhì)中耐蝕性較好，但在如硫酸、鹽酸等非氧化性酸中不耐蝕。

馬氏體不銹鋼抗局部腐蝕能力較低，如對點蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕較敏感，對氫脆敏感性大，因此在有可能產(chǎn)生局部腐蝕的環(huán)境中，應盡量避免使用。

鐵素體不銹鋼

鐵素體不銹鋼是以鉻為主要合金元素（質(zhì)量分數(shù)在12%~18％范圍），具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)的鐵基合金，如Cr13、Cr17和Cr25~28等類型，常加入Ni、Mo、Cu、Ti、Nb等合金元素來提高其耐蝕性。

鐵素體不銹鋼最突出的特點是在含有氯離子的水溶液中具有優(yōu)異的抗應力腐蝕能力，這比鎳鉻奧氏體不銹鋼要好得多。普通鐵素體不銹鋼抗點蝕、縫隙腐蝕的能力較差，可通過提高鉻含量來改善其性能，比如當鉻含量達25%或以上時，其抗點蝕、縫隙腐蝕的性能會得到改善。另外，也可通過在普通鐵素體不銹鋼中加入合金元素Mo來提高其抗點蝕、縫隙腐蝕的性能。

奧氏體不銹鋼

奧氏體不銹鋼的含鉻量一般在18%以上，含鎳量一般在8%以上，且室溫具有單相奧氏體組織。奧氏體不銹鋼不僅具有優(yōu)良的耐蝕性能，而且也具有良好的綜合力學性能、工藝性能和焊接性能，是不銹鋼中最重要、用途最廣泛的一類不銹鋼。18-8類型不銹鋼（即含鉻17％~19%，含鎳7%~9%）為常見的奧氏體不銹鋼。

點蝕和縫隙腐蝕是奧氏體不銹鋼在氯化物環(huán)境中常見的局部腐蝕形態(tài)，可通過添加合金元素Cr、Mo來提高其耐蝕性能。隨著含鉻量的不斷提高，材料表面鈍化膜的穩(wěn)定性也不斷增強。Mo的作用有多種解釋，通常認為加入Mo后便于形成可溶性鉬酸鹽，吸附在金屬表面的活性位置上，從而抑制了金屬的溶解。奧氏體不銹鋼對應力腐蝕開裂（SCC）非常敏感，可通過添加合金元素Ni來降低其敏感性。

奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼

奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的室溫組織中同時含有奧氏體相與鐵素體相。它既有奧氏體不銹鋼所具備的優(yōu)良的韌性與焊接性能，同時也具有鐵素體不銹鋼的高強度和耐氯化物應力腐蝕開裂的性能。

與純奧氏體不銹鋼相比，奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的晶間腐蝕敏感性也較小，即具有很好的抗晶間腐蝕性能。在較低的應力水平下，奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼顯示出比奧氏體不銹鋼更為優(yōu)異的耐SCC性能，但是隨著應力的不斷提高，其耐SCC性能逐漸下降，甚至都不如奧氏體不銹鋼。奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼具有較高的抗點蝕性能。

總的來說，不銹鋼耐蝕性能較高。但是不銹鋼在含有氯化物的介質(zhì)中，由于氯離子的作用，可在不銹鋼鈍化膜的薄弱區(qū)、有缺陷的部位以及有硫化物夾雜或晶界碳化物的地方產(chǎn)生點蝕。在不銹鋼構(gòu)件與其他構(gòu)件相連的微小縫隙處，易產(chǎn)生縫隙腐蝕。

復合材料的耐蝕性能

復合材料腐蝕主要包括樹脂基體腐蝕、增強材料腐蝕、界面腐蝕、應力腐蝕和腐蝕疲勞。非金屬材料，如塑料、橡膠等，不能導電，一般來說耐蝕性能都高于金屬材料，所以非金屬也被廣泛地用作保護層，以提高金屬材料的耐蝕性。在飛機材料方面，隨著民用飛機的安全性、經(jīng)濟性、舒適性和環(huán)保性不斷提高，復合材料被大量廣泛的使用。如波音B737、空客A320等機型已經(jīng)使用了以環(huán)氧樹脂為基體，碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維為增強材料的復合材料。

飛機復合材料采用的主要纖維品種有碳纖維、硼纖維等，主要基體材料是環(huán)氧樹脂。飛機中復合材料結(jié)構(gòu)的形式大致有以下幾種：附加于金屬結(jié)構(gòu)上的增強鋪層、纏繞管件組成的框架、復合材料夾層結(jié)構(gòu)、加強或不加強的蒙皮結(jié)構(gòu)、纏繞旋轉(zhuǎn)殼體或壓力容器。復合材料結(jié)構(gòu)須滿足飛行溫度、濕度、紫外線等介質(zhì)的大氣腐蝕環(huán)境的要求。

對于復合材料的構(gòu)件及機翼前緣、雷達罩等易受雨蝕的部位，飛機在雨中飛行時其迎面受到雨滴的直接撞擊，使復合材料構(gòu)件表面脫黏、破裂且受雨水浸蝕，形成蝕坑甚至使復合材料產(chǎn)生剝離。對于這些部位應采用有效的防雨蝕涂料進行表面防護。

對有導電要求（如防雷擊）的復合材料結(jié)構(gòu)應采用搭接線，不可通過復合材料與金屬材料（如鋁合金）的直接接觸或通過緊固件傳導電流。

飛機內(nèi)部零件的腐蝕防護

在飛機零件設計時，零件表面保護有不同的方式，一般可分成無機防護層（表面處理）和有機涂層（涂漆）兩類。零件表面無機防護層主要包括陽極化、化學轉(zhuǎn)化膜、鈍化等；零件表面有機涂層主要包括涂刷底漆、面漆、腐蝕抑制劑等。

（1）陽極化：是一種電化學工藝，可在鋁合金材料表面形成一層薄的氧化層，以提高鋁合金零件的耐蝕性。根據(jù)電化學槽液和成膜種類不同，可分為鉻酸陽極化、硼硫酸陽極化等。

（2）化學轉(zhuǎn)化膜：用阿洛丁（Alodine）化學氧化處理后在鋁合金零件表面形成一層非常薄的金屬氧化膜，可以增加鋁合金零件的抗腐蝕能力。

（3）鈍化：是指金屬零件經(jīng)強氧化劑或電化學方法氧化處理，使表面變?yōu)椴换顫娂粹g化的過程。是一種化學處理方法，用以移除表面的污染物，形成一層非常薄的保護性金屬氧化涂層，以增加抗腐蝕能力和改善后續(xù)有機涂層的粘接力。

（4）底漆：是一種有機涂層，應用于金屬表面，以增強抗腐蝕能力。

（5）面漆：是一種永久有機漆層，通常用在底漆之后，以獲得更好的抗腐蝕能力。

（6）腐蝕抑制劑：輔助有機屏蔽涂層，用于改進由于冷凝水、水聚集和不同金屬裝配在一起時的抗腐蝕能力。

上述零件表面保護可單獨使用，也可組合使用，但并不是表面保護越多越好，因為飛機零件設計是一項綜合性設計，除了考慮防腐蝕性外，還需考慮工藝性、零件制造效率以及零件制造成本等。所以在明確了飛機機身內(nèi)部腐蝕分區(qū)、機身結(jié)構(gòu)材料分組之后，就可以選擇合適的防護措施。同類材料連接和非連接表面保護見表7，鋁合金與鈦合金、耐蝕鋼、蒙乃爾合金、鉻鎳鐵合金、非耐蝕鋼連接表面防護見表8。

表7 零件通用表面保護

表8 鋁合金與鈦合金、耐蝕鋼、蒙乃爾合金、鉻鎳鐵合金、非耐蝕鋼連接

復合材料具有密度低、比強度和比剛度高，以及裂紋擴展速率較低等特點，歐美大型飛機機體的結(jié)構(gòu)材料正從以鋁合金為主過渡至復合材料為主。復合材料本身耐蝕性能良好，由于本身電位較高，當與其他金屬接觸時，會使其他金屬產(chǎn)生腐蝕。根據(jù)表2所示，鈦合金或耐蝕鋼等與碳纖維復合材料相容，鈦合金或耐蝕鋼只需按照表7進行表面保護即可；鋁合金及非耐蝕鋼等與碳纖維復合材料不相容，需按表9進行表面保護。

表9 碳纖維復合材料與鋁合金/非耐蝕鋼連接

另外，對于飛機內(nèi)部的中度腐蝕區(qū)和嚴度腐蝕區(qū)，還將在結(jié)構(gòu)上施加額外的腐蝕防護層，即噴涂腐蝕抑制劑。腐蝕抑制劑能夠破壞水膜并抑制腐蝕，將液體滲入結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕的風險降至最低。腐蝕抑制劑應當在完成裝配和噴涂之后進行，并涂覆到所有金屬表面，且應當超出金屬結(jié)構(gòu)零件和相鄰的復合材料零件，包括密封劑，用以輔助有機屏蔽涂層，改進由于冷凝水、水聚集和不同金屬裝配在一起時抵抗腐蝕的能力。

飛機外部的腐蝕防護

（1）外表清潔

由于大氣污染，空氣中含有大量的腐蝕性氣體，如硫化氫、二氧化硫等，再加上空氣中的塵埃，如不及時清洗，這些腐蝕物就會附著在機身外表，對蒙皮造成表面腐蝕。因此，定期清洗飛機是預防表面腐蝕的最好方法。經(jīng)常清洗飛機，不僅清洗掉了沉積在飛機表面上的污染物和腐蝕產(chǎn)物，而且能發(fā)現(xiàn)輕微的腐蝕和其它可能存在的損傷。

（2）定時檢查和及時修復

飛機表面部件的防護主要依靠零部件表面的鍍層和涂層，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)破損或劃傷，應及時進行修復。對無法及時修補的損傷涂層，應使用防腐劑以減緩結(jié)構(gòu)的腐蝕進程。

（3）防濕防潮

在機場使用、停放的飛機時刻受到環(huán)境中的腐蝕氣氛和介質(zhì)的侵蝕。露天停放的飛機應蒙好防雨布。同時，飛機是一個復雜的結(jié)構(gòu)，許多地方開敞性很差，容易積水，因此需要保持各通風口、排水口的暢通，同時定期對發(fā)動機進行通電、試車以加溫除濕。

“有腐必除、除腐必盡”是防腐工作的基本原則。腐蝕與人的慢性病類似，病發(fā)時癥狀輕微，對本體沒有明顯影響。但是，如果不掐斷源頭，小病就會發(fā)展成大病，小的腐蝕就會危害飛機的結(jié)構(gòu)，最后成為不治之癥，造成機毀人亡的慘劇。