基于失光率的飛機涂層自然曝曬與室內加速老化試驗當量加速關系

王 鵬， 金 平， 譚曉明， 王 德

(海軍航空工程學院青島校區，山東青島 266041)

飛機的服役年限通常在30年左右，表面涂層必然要經歷老化的過程。目前使用的GBT1766—2008《色漆和清漆涂層老化的評級方法》［1］通過失光率和色差判斷涂層老化失效的程度，但外場跟蹤實測涂層的失效過程需要耗費大量的時間［2］，所以需要選取影響涂層老化的關鍵環境因素進行加速老化試驗。Andrew等［3］采用氙弧燈為紫外線光源，研究了相對濕度條件下乙烯樹脂的老化機理;Schulz［4］采用ADF(酸露和酸霧老化試驗)方法模擬工業環境中雨、露對有機涂層的影響;Dan［5］研究發現溫度下降時聚酯/三聚氰胺涂層老化更為嚴重。為解決加速性、模擬性和相關性的問題，必須建立飛機涂層外場與實驗室條件的當量加速關系［6～10］。本工作針對飛機結構表面聚氨酯涂層體系，基于失光率的失效標準，利用對數正態分布與Weibull分布，預測涂層壽命并通過試驗驗證其合理性。

1 理論模型

1.1 基于涂層壽命服從對數正態分布的當量加速關系模型

溫度與壽命的加速關系通常可選擇阿倫尼烏斯(Arrhenius)模型，該加速模型由瑞典物理化學家阿倫尼烏斯在有效碰撞理論的基礎上提出［9，11］，其形式如下

式中:t0.5為涂層壽命服從對數正態分布時的中位壽命;A為常數，且A＞0;K為Boltzmann常數，取值8.617 × 10－5eV/℃;T 為溫度，K;Ea為活化能，與材料有關，eV。

活化能為碰撞的活化分子組所具有最低能量的Na倍(Na為阿伏伽德羅常數)，涂層失效老化與其活化能有密切的關系，活化能越大，涂層降解所需的能量越大，涂層壽命越長［9，10］，抗氧化和水解能力越好。……