Коррозия
Коррозионная стойкость является характерным свойством армированных волокном пластмасс, что позволяет использовать их для эффективного предупреждения коррозии и борьбы с ней путем замены обычно корродирующих металлических конструкций или комбинированием металла с композиционными материалами, что дает положительный синергический эффект. Армированные пластмассы нельзя считать абсолютной защитой от коррозии во всех случаях жизни, но, когда они используются сами по себе, а также совместно с другими материалами, коррозионные эффекты могут быть значительно снижены.
Армированные пластмассы были успешно применены для различных целей на одном из первых объектов, который должен был быть коррозионно-стойким [1]. Такие конструкции из композиционных материалов, как мачты, рангоуты, палубные рубки, баки, детали радиолокаторов, поплавки, буи, оборудование химических предприятий, аэрокосмические конструкции, были удачно спроектированы и использовались в течение многих лет в высококоррозионных средах. Химическую коррозию можно предотвратить при правильном выборе смол, армирующих материалов и добавок. Наиболее ответственно надо подходить к выбору основной смолы и химических добавок, которые могут выще - 280
Рис. 19.1. Гальванический потенциал в продуваемом воздухом и в
Перемешиваемом 3,5 %-ном растворе NaCl при 25 °С:
А — магний; б — кадмированная сталь; в — плакированный алюминий 7075, tg; г — неплакироваиный алюминий 2024; д — сплав Ті —6 А1 —4V; Е — коррозионно-стойкая сталь 304; Ж. — насыщенный каломельный электрод", 3 — композиционный материал из эпоксидной смолы и углеродного _ А волокна -/5 -
Лачиваться из композиционного материала и тем самым вызывать коррозионное разрушение.
Электрохимическая коррозия является одной из наиболее распространенных форм коррозии. Она может происходить при наложении металлических крепежных деталей на изделия из эпоксидной смолы, -0,5 армированной углеродным волокном. Аналогичное явление характерно и для многих других комбинаций, где металлические детали контактируют или g находятся в непосредственной близости с более инертными композиционными материалами из эпоксидной смолы и углеродного волокна. Если какая-то конструкция состоит из двух или более разнородных +0,5J материалов, то при соответствующих условиях коррозионное разрушение сначала произойдет у «анодного» материала, а затем уже у «катодного». Интенсивность этой коррозии определяется прочностью гальванического элемента, которая, в свою очередь, зависит от расстояния между этими материалами в ряду напряжений, степени поляризации и величины образующегося тока. В соответствующем электролите эти факторы могут привести к коррозионному разрушению двух разнородных материалов. Рис. 19.1 [2] иллюстрирует высокую инертность композиционных материалов из углеродного волокна и эпоксидной смолы по сравнению с различными металлами. Эти композиты могут использоваться в контакте с менее инертными металлами при правильном выборе изоляции. На плотно прилегающие поверхности обычно наносят покрытия, которые прерывают ток гальванической пары.
Предупреждение коррозии и борьба с ней — важнейшие факторы любой конструкции, и во многих случаях они препятствуют тому, чтобы коррозия вызывала увеличение стоимости изделий. Борьба с коррозией заключается в нанесении подходящих защитных слоев, уменьшении площади катода, использовании ингибиторов коррозии и удалении влаги из окружающей среды.