鋁合金犧牲陽極材料的電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋁合金犧牲陽極驅(qū)動電位高、理論電容量大、電流效率高、成本低廉、施工方便，常用于保護(hù)海洋工程中的鋼制設(shè)施。目前廣泛應(yīng)用的Al-Zn-In系陽極雖然不需熱處理就有較好的電化學(xué)性能，但長期應(yīng)用后，仍存在電位正移、表面溶解不均勻、電流效率降低等問題。為此，本文以Al-Zn-In-Si犧牲陽極為研究對象，系統(tǒng)研究了氧化夾雜、雜質(zhì)Fe含量、成分以及顯微組織對Al-Zn-In-Si陽極電化學(xué)性能的影響，進(jìn)而解決陽極氧化夾雜以及雜質(zhì)Fe的影響等問題，提

2、高犧牲陽極的綜合電化學(xué)性能;同時(shí)，本文也研究了雜質(zhì)Fe含量對Al-Zn-In-Cd犧牲陽極的電化學(xué)性能影響情況。
　　采用恒電流測試、自放電測試、電化學(xué)阻抗等方法，測試了制備的各類犧牲陽極在人造海水中的開路電位、工作電位、溶解形貌、電流效率以及陽極的極化、活化-溶解等行為。利用金相、掃描電鏡(SEM)與能譜(EDX)對陽極的顯微組織進(jìn)行了分析，確定了陽極中析出第二相的分布形態(tài)、大小、相組成和相含量，初步探討了第二相的作用;利用X射

3、線衍射儀(XRD)對陽極溶解產(chǎn)物進(jìn)行了物相分析，確定了陽極中氧化夾雜的物相、電流效率損失的原因以及陽極溶解的主要產(chǎn)物。
　　Al-Zn-In-Si陽極的測試結(jié)果表明:未精煉陽極中夾雜物相主要為Al2O3和AlO;陽極溶解產(chǎn)物為Al(OH)3、 Zn(OH)2以及少量由晶間溶解而脫落的Al，氧化夾雜的存在使陽極的電位正移、電流效率降低，但對陽極的溶解形貌影響不明顯。確定了一種最佳的精煉方式-混合固體溶劑（六氯乙烷+冰晶石）精煉，經(jīng)精

4、煉的Al-Zn-In-Si陽極溶解的主要產(chǎn)物為Al(OH)3和Zn(OH)2，較少的機(jī)械脫落和適當(dāng)增大Si含量，可提高陽極電流效率;陽極中添加適量的元素Zn和Si，可以形成“爪狀”的AlFeSiZn相，從而改變Fe的相組成和相含量，進(jìn)而改善陽極的電化學(xué)性能。Al6.0Zn0.025In0.13Si陽極具有較好的綜合電化學(xué)性能，對雜質(zhì)Fe的容忍度可以提高到理論含量0.14％。
　　Al-Zn-In-Cd陽極的測試結(jié)果表明:陽極極化較