工业纯钛TA2在液体推进剂单推-3中的耐蚀机理

作     者：唐占梅 郭伟 蒋榕培 方涛 TANG Zhanmei;GUO Wei;JIANG Rongpei;FANG Tao

作者机构：北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心北京100074 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2023年第36卷第5期

页      面：123-130页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：液体推进剂 TA2 电化学腐蚀 极化 光电子能谱(XPS) 钝化膜 

摘      要：发动机贮箱长寿命服役是航天技术发展的必然要求,工业纯钛TA2是火箭发动机重要结构材料之一,然而该材料与液体推进剂的长期相容性机理仍缺乏深入的研究,难以满足推进剂贮箱长寿命评估的需要。针对典型液体推进剂单推-3(DT-3),采用电化学方法研究工业纯钛TA2在液体推进剂DT-3中的电化学腐蚀行为,应用扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)分析TA2表面钝化膜的结构特征。动电位极化曲线测试表明,TA2在DT-3中自腐蚀电流密度为58 nA/cm^(2),腐蚀速率约为0.5μm/a,点蚀电位为2.15 V,耐点蚀能力强;具有两段钝化电位区,在点蚀电位下,肼和硝酸肼对TA2钝化膜的破裂溶解过程具有协同效应。交流阻抗谱测试表明,TA2表面钝化膜具有很高的反应阻抗,抗均匀腐蚀性能良好,且随着阳极电位的升高,表面钝化反应机理一致。氧化膜XPS分析表明,较高钝化电位下形成的钝化膜更完善,形成的是外层为TiO_(2),内层为Ti_(2)O_(3)、TiO的双层结构特征的钝化膜。获得的TA2在DT-3中的电化学腐蚀机理对贮箱寿命评估具有重要指导作用。