鎂及合金電化學氧化行為的研究.pdf

1、鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來源豐富、成本低、燃料易于貯運、使用溫度范圍寬及污染小等特點。作為一種高能化學電源，在可移動電子設備電源、自主式潛航器電源、海洋水下儀器電源和備用電源等方面具有廣闊的應用前景。但是，在電解質(zhì)溶液中，鎂合金作為電池負極材料存在自腐蝕速度大、陽極利用率低、陽極極化、電位滯后、電化學活性下降等問題。因此，為減少鎂陽極的自腐蝕和增加其電氧化活性，有必要進行新型鎂合金材料和電解質(zhì)溶液添加劑的研究。

2、 本論文利用恒電勢氧化測試、Tafel極化曲線、電化學阻抗譜以及掃描電子顯微鏡等技術對純鎂及其合金放電和自腐蝕行為進行了研究，比較了幾種新型Mg—Li合金性能的優(yōu)劣：考察了氧化鎵作為電解質(zhì)溶液添加劑對純鎂及其合金放電和自腐蝕行為的影響。 對純鎂在中、堿性溶液中的電化學性能研究發(fā)現(xiàn)：純鎂在KOH溶液中氧化電流密度只有0.032mA·cm-2，電氧化活性非常差，不適合于在堿性溶液中作為電池負極材料。而純鎂在0.7mol/L NaC

3、l溶液中氧化電流密度為27mA·cm-2，要比在堿液中的氧化活性大很多，有良好的電化學性能。 然后對其它四種鎂合金進行電化學研究，發(fā)現(xiàn)商業(yè)AZ31合金在中性鹽溶液中腐蝕電流密度為144.684μA·cm-2，比純鎂和三種自制的鎂鋰合金的腐蝕電流密度要小，但是氧化電流密度是33 mA·cm-2，低于其它合金。三種自制的鎂鋰合金中含質(zhì)量分數(shù)1％鈰的2#合金與純鎂及其它合金相比，腐蝕電流密度要比其它兩種鎂鋰合金的腐蝕電流密度小，電氧化

4、活性良好，說明鈰對于合金的抗腐蝕性有改善作用，從這三種鎂鋰系合金可看出1％鈰的合金摻雜量為最佳配比。 在氧化鎵加入后，通過對純鎂和四種鎂合金的電化學研究發(fā)現(xiàn)純鎂及其合金的電氧化活性均有一定程度的提高，氧化電流密度增加2～4μA·cm-2。而不含鈰的1#鎂鋰合金的腐蝕電流密度由加入前的200μA·cm-2 之以上減少至100μA·cm-2以下，說明氧化鎵對于不含鈰的1#鎂鋰合金有既提高其電氧化活性，又增加其抗腐蝕性的雙重作用。對于