模擬深海環(huán)境中鉑復(fù)合陽(yáng)極電化學(xué)性能研究.pdf

1、深海海域(大于300m)占全球的88％，蘊(yùn)藏著豐富的石油天然氣資源和礦藏資源。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)際間以開發(fā)和占有海洋資源為核心的海洋維權(quán)斗爭(zhēng)愈演愈烈。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提升，面對(duì)國(guó)際深海領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，在經(jīng)濟(jì)和軍事上，突破第二島鏈，成為我國(guó)面對(duì)全球化發(fā)展的必然選擇，深海技術(shù)成為關(guān)鍵技術(shù)。海洋工程、武器裝備所處的海洋環(huán)境是一個(gè)嚴(yán)酷的服役環(huán)境，服役過(guò)程中，需要遭受嚴(yán)重的腐蝕破壞。抑制腐蝕的有效措施是涂層加陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)。深海環(huán)境與水面相比，腐蝕

2、性相關(guān)參數(shù)發(fā)生很大的變化，對(duì)腐蝕控制措施提出新的要求。其中外加電流的關(guān)鍵部件是輔助陽(yáng)極。 鉑復(fù)合陽(yáng)極作為是一種不溶性陽(yáng)極材料，因其使用壽命長(zhǎng)、載流能力高、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)，在船艦、碼頭工程等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。在常規(guī)環(huán)境中鉑復(fù)合陽(yáng)極具有優(yōu)良的電化學(xué)性能，而隨著海水深度的增加，溫度、溶解氧量、壓力等環(huán)境條件發(fā)生變化，必然會(huì)使陽(yáng)極的電化學(xué)性能發(fā)生改變，從而影響其使用性能。本文主要針對(duì)溫度、溶解氧量對(duì)鉑復(fù)合陽(yáng)極電化學(xué)性能的影響進(jìn)行了

3、研究。 本文通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)和金相顯微鏡(OM)觀察了利用冶金拉拔方法制備的鉑復(fù)合陽(yáng)極表面鉑層微觀形貌、元素分布、相結(jié)構(gòu)以及鉑層的厚度；通過(guò)測(cè)量鉑復(fù)合陽(yáng)極在不同溶液介質(zhì)中的動(dòng)電位極化曲線，研究了陽(yáng)極的耐蝕性能；通過(guò)控制溫度、溶解氧量，采用陽(yáng)極在海水中的動(dòng)電位極化曲線，循環(huán)伏安測(cè)試，不同施加直流電位時(shí)的電化學(xué)阻抗譜，陽(yáng)極的輸出特性測(cè)量以及基體擊穿電壓測(cè)試等方法，研究了環(huán)境因素對(duì)

4、陽(yáng)極電化學(xué)性能以及耐蝕性能的影響，并比較分析了鉑鈮、鉑鉭復(fù)合陽(yáng)極的電化學(xué)性能；還通過(guò)強(qiáng)化電解試驗(yàn)，對(duì)鉑鉭復(fù)合陽(yáng)極在海水中的溶解失效機(jī)理進(jìn)行了研究。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鉑復(fù)合陽(yáng)極表面致密度比較高，鉑層平均厚度能達(dá)到20μm，且與基體之間實(shí)現(xiàn)了冶金結(jié)合，鉑層表面并非純鉑而是一層化合物Fe3PtC，表面存在微小裂紋等缺陷；陽(yáng)極在不同的介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐蝕性能和良好的電化學(xué)性能；溫度對(duì)陽(yáng)極的電化學(xué)催化活性影響比較明顯，溶解氧量對(duì)陽(yáng)極的二次鈍