设计的减重和轻量化[1]是航空航天领域中永恒的主题，而具有高比强度和高比模量的碳纤维增强树脂基复合材料[2]在这个强度[3]、刚度[4]、耐高温[5]和耐疲劳特性[6]等有严格要求的领域，具有得天独厚的优势。在军用和民用飞机[7]上，碳纤维增强树脂基复合材料不仅可以作为一级结构材料应用在主翼[8]、尾翼[9]和机体[10]等部位，还可以作为二次结构材料及内外饰材料应用在辅翼[11]、方向舵[12]、升降舵[13]、舱底板[14]、座椅[15]以及行李架[16]等部位。预计我国第四代战斗机机体的 36%会由碳纤维增强树脂基复合材料制成[17]。因此，先进碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天工业中具有巨大的市场需求[18]。

在复合材料的设计和使用过程中，耐湿热性能[19]是十分重要的指标。有文献指出，碳纤维增强树脂基复合材料的耐湿热性能主要取决于基体树脂以及树脂与纤维的界面相容性[20]，吸湿后复合材料发生体积膨胀会改变本身的应力分布[21]情况，同时破坏纤维与树脂基体之间的界面，使复合材料的综合力学性能降低。目前常用的改善碳纤维增强树脂基复合材料耐湿热性能的主要方法有改性基体树脂[22]、改善纤维与树脂之间的界面性能[23]、改进复合材料成形工艺[24]以及在复合材料表面涂覆耐候涂层[25]等。目前在复合材料表面涂覆的常用耐候涂层包括氟涂料[26]、高固份涂料[27]、聚氨酯涂料[28]和聚苯硫醚粉末涂料[29]几大类，研究表明不同类涂层复合使用能够同时提高基体的耐环境性和抗冲击性[30-31]。本文针对树脂基复合材料用抗腐蚀涂层体系，设计柔韧性、附着力、耐冲击以及耐湿热试验，通过对不同涂层厚度设计下的复合材料力学性能和耐湿热性能的综合评估，确定选用涂层体系的最优厚度使用比例，不仅可以推动涂层体系的配套使用，对于提升航空航天用复合材料的耐候性[32]也具有十分重要的意义。

1 实验材料及方法

1.1 实验材料

选用CCF300/XX树脂复合材料、底漆/面漆涂层体系，由中国航发北京航空材料研究院提供。复合材料尺寸为100 mm×50 mm×1 mm。

1.2 实验方法

1.2.1 柔韧性

参照GB/T 1731—1993[33]《漆膜柔韧性测定法》，采用柔韧性测定器测试喷有漆膜试板的柔韧性能，记录不引起破坏的最小轴棒直径并使用体式显微镜观察漆膜表面破坏情况。

1.2.2 附着力

参照GB/T 9286—1998[34]《色漆和清漆漆膜的划格试验》，采用单刃切割刀具垂直试板表面间隔1 mm切割得到10×10的网格图形，剪取胶带置于网格上，接触良好后平稳撕离，使用体式显微镜观察漆膜切割区的涂层破坏情况。

1.2.3 耐冲击性能

由图5可见，(1×2)涂层的柔韧性能与(1×1)相似，在直径5 mm的轴棒上弯曲时，表面出现小而细的裂纹，但数目较少。(2×1)涂层在5 mm轴棒上的柔韧性测试结果表明，其破坏情况更严重，裂纹长度和数量都明显增大。当涂层厚度继续增加，达到(2×2)的设计比例时，在直径5 mm的轴棒上弯曲裂纹长度更大、数目更多，破坏更严重，柔韧性下降最明显。

1.2.4 耐湿热性能

参照 ASTM D5229—2014[36]表征并评价复合材料用涂层体系的耐湿热性能，至少选取5个试样，上下表面均喷涂涂层并进行封边处理。试验环境为25 ℃水浸，定期取出试样擦干其表面水分并称量、记录。

2 结果与讨论

2.1 不同厚度设计下的底漆力学性能表征

2.1.1 试样外观及尺寸

选用长120 mm、宽50 mm、厚0.3 mm的马口铁板作为底材制备漆膜，制备前预先用砂纸打磨掉表面氧化层，图1为漆膜试样照片。可见试样表面光滑，涂层涂覆均匀，无明显颗粒物和划痕。采用测厚仪测试底漆漆膜厚度，至少选取10个有效数据。单层复合材料底漆漆膜厚度为(26±3) μm，双层复合材料底漆膜厚度为(47±2) μm，漆膜厚度控制较为精确。

图1 不同层数底漆漆膜试样照片 Fig.1 Photo of film sample of primer in different layers: a)single layer composite primer, b) dual layer composite primer

2.1.2 柔韧性

单层和双层复合材料底漆的附着力测试结果如图 3所示，可以看出单层底漆试板切割边缘完全平滑，未出现涂层脱落现象，依据标准评级为0级，表明漆膜与底材粘附性较好。双层复合材料底漆试板在切口交叉处和切痕的边缘处发生了部分脱落，但其占测试总面积的比例小于15%，评级为2级，说明复合材料底漆附着力随厚度的增加有一定降低。

中水回用的主要目的在于实现水资源的循环利用，发挥水资源在环境和建筑当中的最大价值，从而实现水资源的有效节约。经过世界各国的积极实践，我国结合国际经验于1985年在北京正式建立了第一座中水处理设施，中水处理设施的出现，标志着我国正式开始了中水回用的系统建设。北京市在近三十年的发展当中，积累了宝贵的经验，同时也收获了极大程度的水资源节约效益，效果十分显著。据统计，背景完成（何为背景完成?）的中水回用系统建设每天能够实现生活污水处理超过20000m3，市内污水再生利用率接近40%。

图2 不同层数底漆1 mm轴棒试验结果 Fig.2 Diagram on 1 mm rob test results of flexibility of primer in different layers: a) single layer composite primer, b)double layer composite primer

2.1.3 附着力

图 2为单层和双层复合材料底漆的柔韧性试验结果，可以看出单层和双层复合材料底漆均具有较好的柔韧性能，在最短直径为1 mm的轴棒上弯曲时无明显裂纹出现。

（2）碾压试验参数初拟定为：对于本工程面板堆石坝的主堆石区的铺层厚度选择80cm和100cm两个碾压试验参数；对于本工程面板堆石坝的过渡区则选用40cm和50cm两个碾压试验参数；对于本工程面板堆石坝的垫层区则选用30cm和40cm两个碾压试验参数。在碾压次数的参数选定方面，采用了6遍、8遍和10遍三个不同的试验参数。

图3 不同层数复合材料底漆附着力试验结果 Fig.3 Test results of primer adhesion of composite in different layers: a) single layer composite primer, b) dual layer composite primer

2.1.4 耐冲击性能

单层和双层复合材料底漆的冲击试验结果见图4，可以看出复材底漆试板随漆膜厚度的增加，耐冲击性能变化不大，均具有最优的耐正冲性能和较好的耐反冲性能。单层和双层复材底漆试板均可以承受100 cm高度的正冲和50 cm高度的反冲而不发生破坏。

图4 复材底漆耐冲击试验结果 Fig.4 Diagram on test results of impact resistance of composite primer: (a) single layer composite primer 100 cm positive impact (d) dual layer composite primer 100 cm positive impact; (b) single layer composite primer 60 cm reverse impact(e) dual layer composite primer 60 cm reverse impact; (c)single layer composite primer 50 cm reverse impact (f) dual layer composite primer 50 cm reverse impact

2.2 不同厚度设计下涂层体系的厚度优化

测试不同厚度比例设计下复合材料用涂层体系的湿热防护性能，见图 8a。可以看出，四种涂层的吸湿曲线可以分为两类，其中(1×1)和(1×2)涂层较为接近，(2×1)与(2×2)涂层较为相似。(1×1)和(1×2)涂层的吸湿曲线整体位于(2×1)与(2×2)下方，表明(1×1)和(1×2)厚度比例设计下涂层对于复合材料底材的耐湿热性能提升更明显。但实际上，此时计算过程中的吸水量包含了涂层自身的吸水量，并非复合材料的吸水量。

随着多媒体技术的发展，“互联网+”时代的来临引发了外语教学的教学理念、教学过程、教学活动、教学方法和教学策略乃至教学目标和教学评价标准等诸多教学模式要素的改变。在这样的背景下，语言教学应利用一切符号手段促进教学，激发学生兴趣，让交际不再是利用一种感官进行，而是两种或多种感官同时进行。接下来将针对目前高职外贸函电课堂教学中所存在的主要问题，从学生、教师和教材三个方面论述如何构建多模态课堂。

2.2.1 柔韧性

不同厚度设计下涂层体系的冲击试验结果见图7，可以看出(1×1)与(1×2)涂层具有相当的耐冲击性能，均在10 cm正冲高度下无明显破坏，冲击区域表面仍保持光滑形貌，冲击高度增加至20 cm时，涂层的冲击凹陷区周围出现了褶皱及少量微裂纹。反冲试验中，涂层体系在10 cm冲击高度下发生了明显破坏，冲击后的凸起处出现了明显的微裂纹。(1×2)与(2×1)涂层在正冲高度为10 cm时，表面凹陷区附近出现了环形裂纹扩展现象，耐正冲强度相比(1×1)和(1×2)涂层体系有所降低；反冲高度为10 cm时，冲击区域发生严重开裂，裂纹缺口裸露且呈现明显的星形花样，(2×2)涂层表面可观察到底漆的裸露，可见此时的厚度增加对涂层体系的底面结合产生了较大影响，从而导致涂层在冲击作用下更容易发生破坏。

参照GB/T 1732—1993[35]《漆膜耐冲击测定法》，采用冲击试验器测试漆膜试板的耐冲击性能，记录不引起漆膜破坏的最大高度并使用体式显微镜观察试样表面的裂纹等破坏情况。

图5 不同厚度设计涂层体系的5 mm轴棒试验结果 Fig. 5 Diagram on test results of flexibility of coating system with different thickness: (a) (1×1) coating 5 mm rob test; (b) (1×2)coating 5 mm rob test; (c) (2×1) coating 5 mm rob test; (d) (2×2) coating 5 mm rob test

2.2.2 附着力

当集聚效应占据主导地位时，产业集聚由于边际成本的降低从而促进经济增长，当拥挤效应占据主导地位时，产业集聚由于边际成本的提高进而抑制经济增长，因此产业集聚和经济增长可能具有非线性关系，故在模型中加入产业集聚水平的二次项进行检验，构建如下计量模型：

不同厚度设计下涂层体系的附着力测试结果如图 6所示，可以看出(1×1)涂层的切割边缘平滑，无明显的涂层脱落，其与底材的附着力最优，依据标准评级为0级；(1×2)涂层的整体切割区域无明显破坏发生，但切口交叉处有少许涂层脱落，涂层厚度的增加导致其与底材的附着力降低，评级为1级；(2×1)与(2×2)涂层在切口交叉处的涂层脱落更明显，同时受交叉处影响，切口边缘也出现了涂层剥离，并出现了涂层脱落沿切口向方格内部扩展的趋势，评级为2级。

图6 不同厚度设计下涂层体系的附着力试验结果 Fig.6 Diagram on test results of adhesion of coating system with different thickness: (a) (1×1) coating; (b) (1× 2) coating; (c)(2×1) coating; (d) (2×2) coating

2.2.3 耐冲击性能

依据前述实验结果和分析，设计了四种涂层体系的厚度及比例方案，分别为底漆1层搭配面漆1层、底漆1层搭配面漆2层、底漆2层搭配面漆1层和底漆 2层搭配面漆 2层，后面的讨论中分别简写为(1×1)、(1×2)、(2×1)和(2×2)。选用长 120 mm、宽 50 mm、厚0.3 mm的马口铁板作为底材制备漆膜，使用体式显微镜观察不同厚度设计下漆膜的柔韧性测试结果，如图5所示。

897 Tongue image classification method based on transfer learning and fully connected neural network

图7 不同厚度设计下涂层体系的冲击试验结果图 Fig.7 Diagram on test results of impact resistance of coating system with different thickness:(a) (1×1) coating 10 cm positive impact; (b) (1×1) coating 20 cm positive impact; (c) (1×1) coating 10 cm reverse impact; (d) (1×2) coating 10 cm positive impact;(e) (1×2) coating 20 cm positive impact; (f) (1×2) coating 10 cm reverse impact; (g) (2×1) coating 10cm positive impact; (h)(2×1) coating 10 cm reverse impact; (i) (2×2) coating 10 cm positive impact; (j) (2×2) coating 10 cm reverse impact

2.2.4 耐湿热性能

实际生产过程中，涂层的使用厚度通常以“层数”来定义，这是由于涂层的喷涂工艺比较成熟，单层涂层的厚度变化不大。因此，本文通过控制涂层喷涂次数，将涂层的厚度优化转化为层数优化，设计4组不同层数的底漆/面漆涂层，减少了试验参数，简化了试验流程，为有机涂层应用的工艺探索方法设计提供了理论参考和数据支持。

为将涂层的吸水量去除以获取复合材料的实际吸水率，实验过程中制备了四种涂层体系的参比试样，参比试样底材选择不吸水的铝合金，测试参比试样吸湿过程中的吸水量并重新计算复合材料的实际吸湿率，四种涂层保护下复合材料的实际吸湿曲线如图8b所示。从图8b可以看出，四种涂层保护下复合材料的实际吸湿曲线发生较大变化。吸湿初期，(1×1)涂层保护下复合材料的吸湿曲线为凹形曲线，而(1×2)、(2×1)和(2×2)涂层保护下更是出现了明显的平台区。这可能是由于吸湿初期，涂层将复合材料与水隔绝开，水分子首先通过孔隙、划痕等渗水通道进入涂层内部，当涂层吸湿饱和后，复合材料吸湿过程发生，可见(1×2)、(2×1)和(2×2)涂层具有更好的防护性能。涂层吸湿饱和后，复合材料的吸水率经过一小段的快速增加后进入直线段，符合菲克定律的特征，其中(1×2)和(2×1)的防护作用较为接近，(2×2)涂层吸水率增长更慢，具有更好的防护性能。四种厚度比例设计下的涂层体系进入直线段后的斜率相比复合材料空白试样均明显平缓，表明涂层对于复合材料的耐湿热性能有较明显的提高。

机构库的资源存缴一般有两大途径：（1）机构库建设者搜集相关学术资源，进行常规的资源入库建设。（2）资源产出者在机构库平台进行信息自存储。

图8 不同厚度设计下四种涂层的吸湿曲线 Fig.8 Moisture absorption curves of four coatings with different thickness: (a) composite moisture absorption curves of four kinds of coatings; (b) ctual moisture absorption curve of the composite

3 结论

1）仅通过参照标准评级难以比较具有相近性能的涂层之间的细微差别，需结合实际试验过程中的破坏形貌加以具体分析。涂层通过隔绝水环境与复合材料的直接接触，有效降低了吸湿速率，具有较好的湿热防护性能。

2）涂层体系的柔韧性、附着力、耐冲击性能以及耐环境性能与厚度之间并非简单的线性关系，(1×2)厚度设计的涂层兼具较优的力学性能和耐湿热性能，为最优厚度设计。

3）在较为成熟的喷涂工艺下，单层涂层厚度变化不大。将涂层体系的厚度优化转变为层数优化，不仅简化了实验周期，也是研究涂层最优使用厚度的一种合理方法。

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