鋁使航空器底漆發(fā)生革命性換代
乘人汽車的外表都有一層相當(dāng)厚的漆,粗略地可將這層漆分為底層與表層,表層又可以稱為面漆層,底層緊貼覆蓋件金屬表面,主要是防止腐蝕,面漆主要功能是賦予汽車以鮮艷的誘人色彩。目前汽車覆蓋件是用鋼板或鋁合金板加工的,飛機(jī)的蒙皮則90%以上為鋁合金,用復(fù)合材料制造的還不到10%。鋁合金雖有高的抗腐蝕性能,但也必須涂漆保護(hù),漆層也分為底層(漆)與表層(漆)。
工業(yè)界普遍認(rèn)為鉻酸鹽底漆有很強(qiáng)的抗腐蝕性能,因而大多采用它作底漆,如美國海軍F/A-18艦載機(jī),空軍C-130、C-5運(yùn)輸機(jī)和F-16戰(zhàn)斗機(jī),陸軍H-60直升機(jī)等的底漆都含有六價鉻,大家知道,六價鉻可不是一個好東西,有強(qiáng)烈的致癌作用,對人類、各種動物和環(huán)境危害匪淺,特別對噴漆工與維護(hù)工作人員的危害很大。為此,美國國防部采辦主管約翰·揚(yáng)(John·Yang)2009年發(fā)布命令,要求軍方采取有效措施,不用或少用含六價鉻底漆。
美國海軍空戰(zhàn)中心接到指令后,立即命令飛機(jī)分部下屬的材料工程部著手研發(fā)安全的新底漆,成功研發(fā)多種含鋁的底漆。2012年美國海軍獲得2項高鋁底漆發(fā)明專利授權(quán)。2016年美國海軍與3N化學(xué)品公司簽訂小批量生產(chǎn)合同。截至2018年12月,據(jù)美國媒體稱,高鋁含量底漆已應(yīng)用于1架陸軍H-60直升機(jī)、1架航空航天局C-130運(yùn)輸機(jī)、2架海岸警衛(wèi)隊H-60直升機(jī)和海軍各種支持裝備與設(shè)施。
據(jù)美國國防系統(tǒng)信息分析中心發(fā)布的信息稱,研發(fā)與生產(chǎn)高鋁底漆必須打通三道瓶頸:應(yīng)選用特殊鋁合金作為底漆填料,它須有優(yōu)異的抗腐蝕性能,再加上它有低的密度,使底漆厚度不會超過航空器允許的范圍;對填料進(jìn)行特殊表面處理,使填料和底漆的綜合抗腐蝕性能得到進(jìn)一步的提高;向高鋁底漆中添加有效的無機(jī)緩蝕劑,進(jìn)一步提高它的抗腐蝕性能,可作為鋁的緩蝕劑的化學(xué)物質(zhì)甚多,必須慎重篩選。
鋁是一種對人類和環(huán)境無害的低密度輕金屬,其密度約為2.7g/cm3,僅為鉻密度7.14g/cm3的37.8%。與鉻酸鹽底漆相比較,高鋁含量底漆的 大優(yōu)點(diǎn)是不含致癌的六價鉻,而且對電偶腐蝕、絲狀腐蝕等有更強(qiáng)的抵抗力。因此,非常適合于取代鉻酸鹽底漆,而且由于其密度也比較小,作為航空器底漆更有明顯優(yōu)勢。
美國海軍現(xiàn)正在對這種新型高鋁底漆作進(jìn)一步的深入廣泛試驗研究和技術(shù)改進(jìn),追求具有更高防腐蝕性能的高鋁底漆與更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。他們認(rèn)為高鋁底漆有兩大鮮明的優(yōu)點(diǎn):
一是提高飛行器可用性與延長使用期限,從而降低腐蝕導(dǎo)致的維護(hù)費(fèi)。美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊飛機(jī)每年腐蝕造成的損失約34.3億美元,大致占全部維修費(fèi)的28%;因腐蝕須進(jìn)行維護(hù)檢修的飛機(jī)每年的停飛時間約57d。試驗表明,高鋁底漆可在較大程度上提高航空器的抗腐蝕性能,大規(guī)模應(yīng)用,無疑可降低腐蝕所致維護(hù)費(fèi)、提高可用性與延長服役期限。
二是制造與維修人員工作環(huán)境大為改觀。因高鋁底漆對生物和環(huán)境友好,是一類綠色物質(zhì),大規(guī)模的應(yīng)用,將顯著改善制造噴漆工作人員和維護(hù)檢修人員工作條件與環(huán)境。
底漆用的鋁為鋁粉。如果航空器都用高鋁底漆,將不是一個小數(shù),對擴(kuò)大鋁的應(yīng)用將起一定推動作用。