陰極保護(hù)用金屬氧化物陽極研究.pdf

1、本文針對大型海洋船舶陰極保護(hù)工程的需要,開展了金屬氧化物陽極材料、大排流量輔助陽極組件的研究,并進(jìn)行了實海模擬試驗.該工作對陰極保護(hù)用輔助陽極的發(fā)展和應(yīng)用、對我國大型船舶陰極保護(hù)技術(shù)水平的提高具有非常積極的意義.通過本研究工作,主要取得了如下的成果: 系統(tǒng)地研究了銥鉭氧化物陽極的微觀組織結(jié)構(gòu)及其在中性溶液中的表面電化學(xué)特征.了解成分和基體表面預(yù)處理對銥鉭氧化物陽極形貌和精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響,揭示了銥鉭氧化物陽極的微觀結(jié)構(gòu)和表面電化學(xué)特

2、征之間的關(guān)系.結(jié)果表明: 銥鉭氧化物陽極的表面仍反映出鈦基體浸蝕后的形貌特征,銥含量對陽極的微觀結(jié)構(gòu)有明顯影響.銥鉭氧化物陽極的表面狀態(tài)受Ir(Ⅲ)/Ir(Ⅳ)氧化還原轉(zhuǎn)變所控制.涂層中銥含量在50～70﹪時具有最高的電化學(xué)活性和最大的電化學(xué)活性表面積,這主要來自于氧化物涂層內(nèi)表面的貢獻(xiàn). 70﹪Ir含量的銥鉭氧化物陽極具有最高的電化學(xué)穩(wěn)定性和貴金屬利用效率,這是因為一方面各組元之間的交互作用提高了耐蝕性,另一方面該成份

3、的氧化物涂層不僅具有良好的電催化效應(yīng),而且具有最大的電化學(xué)活性表面積,使得真實電流密度大大降低. 對銥鉭金屬氧化物陽極的失效過程進(jìn)行了電化學(xué)監(jiān)測,根據(jù)CV、EIS、SEM和EDX的分析結(jié)果,闡明了銥鉭金屬氧化物陽極的失效機(jī)理,并提出了進(jìn)一步改進(jìn)金屬氧化物陽極性能的可能途徑. 研究了金屬氧化物陽極在海水中的電化學(xué)性能,金屬氧化物陽極比鉑復(fù)合陽極、鉛銀合金等其它陽極材料具有更高的電化學(xué)活性和更低的消耗率,屬于高性能輔助陽極材

4、料. 采用高性能的金屬氧化物作陽極體,以環(huán)氧玻璃鋼作陽極絕緣托架,研制出了大排流量陽極組件.實海模擬試驗表明,所研制的大排流量陽極組件額定排流量大于100A,陽極托架和環(huán)氧膩子陽極屏涂層具有優(yōu)異的耐電性能和耐海水、耐氯氣腐蝕性能. 確定了環(huán)氧陽極屏涂層的厚度對其耐陰極剝離性能的影響,獲得了大排流量陽極組件周圍陰極電位場的分布特征,分析了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中陽極屏尺寸經(jīng)驗計算公式的適用性,為陽極屏涂層的實船設(shè)計涂裝提供可靠的技術(shù)依據(jù)