高活化铝合金牺牲阳极材料的研制

通过添加锌、铟、锡、镓等合金元素和适当的冶炼工艺，研制成功了工作电位负于－１．４０Ｖ（ＳＣＥ）、实际电容量≥２１７５Ａ．ｈ／ｋｇ、表面活性高、溶解非常均匀的铝合金牺牲阳极、该铝合金牺牲阳极在海水、淡海水介质中具有优异的电化学性能，可全面替代镁合金牺牲阳极、具有较高的技术经济优势。     

镧对Al-Sn-Bi牺牲阳极电化学性能的影响

通过恒电流法和失重法研究了加入La对Al-Sn-Bi阳极电化学性能的影响,对比分析了阳极的电化学溶解特征。结果表明:不同含量La对Al-Sn-Bi牺牲阳极的电位影响较小;电流效率比未加La的阳极有不同程度的提高,其中Al-Sn-Bi-0.1La的电流效率增幅较大;La可改善阳极的腐蚀形貌,使得表面溶解均匀,同时降低阳极腐蚀速率,提高其耐蚀性,其中含量0.1%La效果明显。     

六偏磷酸钠对AZ31镁合金电化学行为的影响

为提高AZ31镁合金阳极的活化性能以及抑制它的腐蚀,用电化学等方法研究了在中性3.5%Na Cl体系中,六偏磷酸钠(Na6(PO3)6)对AZ31镁合金电化学行为的影响。结果表明:Na6(PO3)6能大幅度抑制AZ31镁合金的腐蚀,但极化程度有所增大。当Na6(PO3)6的质量分数为2.0%时,AZ31镁合金的缓蚀率高达74.9%,腐蚀后其表面均匀,且活化性能有所改善,在-1.10V处时合金的电流密度高达0.033 m A.cm-2,开路电位Eocp负移程度最大(-1.59 V),活化电位Eact负移程度最大(-1.38 V)。试验结果为AZ31镁合金作为电极材料提供了参考。     

钛合金双极板表面纳米晶Zr涂层在质子交换膜燃料电池环境中的性能

为改善金属双极板在质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中的耐腐蚀性能及降低其界面接触电阻, 采用双阴极等离子溅射沉积技术, 在Ti-6A1-4V合金表面制备了纳米晶Zr 涂层. 利用扫描电子显微镜(SEM), X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等微观分析手段对该涂层的组织结构进行了表征. 结果表明: 所制备的涂层具有沉积层和扩散层的双层结构, 其微观组织连续、致密. 在分别通入氢气/空气、70 ℃ 的0.5 mol·L^-1H₂SO₄+2 mg·L^-1 HF的溶液中, 对比研究了纳米晶Zr 涂层与Ti-6A1-4V合金在模拟电池的阳极/阴极工作环境中的电化学腐蚀性能. 动电位极化测试结果表明: 在模拟电池的阳极/阴极工作环境中, 纳米晶Zr 涂层的腐蚀电位均明显高于Ti-6A1-4V合金; 在阴极工作电极电位为+0.6 V下, 纳米晶Zr 涂层与Ti-6A1-4V合金均位于钝化区内, Zr 涂层的钝化电流密度较Ti-6A1-4V合金降低约4 个数量级; 而在阳极工作电极电位为-0.1 V下, 纳米晶Zr 涂层呈现出阴极保护特征. 电化学阻抗谱测试结果表明, 在0.5 mol·L^-1 H₂SO₄+2 mg·L^-1 HF的溶液中, 纳米晶Zr 涂层的容抗弧半径和相位角的最大值及其频率宽度均明显大于Ti-6A1-4V合金. 此外, 纳米晶Zr 涂层同时改善了Ti-6A1-4V合金的导电性与憎水性能.     

钇对Mg-Mn合金腐蚀性能的影响

采用熔盐保护技术制备Mg-Y-Mn合金,并对合金进行挤压处理,获得不同Y含量的镁合金。利用光学显微镜观察添加不同Y合金的挤压态显微组织,采用X射线衍射仪(XRD)对样品进行相结构分析,利用扫描电子显微镜(SEM)检测表面微观形貌,使用电化学测试系统对合金进行极化曲线及交流阻抗测试。结果表明:随着Y含量的增加,合金晶粒细化,平均晶粒尺寸在10,4,3μm。电化学测试结果显示,随Y含量的增加合金的自腐蚀电位正移,从-1.551 V增加到-1.505 V,增加了46 mV,合金显示较好的耐腐蚀倾向,具有较好的耐腐蚀性能。     

电流密度对锌电积用Pb-Ag平板阳极电化学行为的影响(英文)

研究了在不同电流密度下进行长时间极化后Pb-Ag(0.8%(质量分数,w))平板阳极的阳极电位、腐蚀率及阳极钝化膜.同时,也研究了该阳极在ZnSO4-MnSO4-H2SO4电解液中的阴极电流效率和阴极锌品质.阳极钝化膜的表面形貌用扫描电镜(SEM)进行观测.实验结果表明,不管电解液中是否存在Mn2+,电流密度对阳极和阴极的电化学行为都产生了显著的影响.随着电流密度的升高,阳极电位、腐蚀率、阴极电流效率和阳极泥生成量也增加,而阴极锌中的Pb含量则减少.当电流密度从500A·m-2降到200A·m-2时,阳极在ZnSO4-MnSO4-H2SO4电解液中的稳定电位和腐蚀率分别减少64mV和40%.此外,在比较低的电流密度下,阳极电位更容易稳定,阳极表面生成的钝化膜更加致密并与基体结合牢固,这些都有利于降低阳极腐蚀率.为了降低阳极电位、减小阳极腐蚀率及阳极泥生成量并提高阴极电流效率和阳极锌品质,锌电积的理想工作条件是较低的阳极电流密度和较高的阴极电流密度.     

镁合金在含F－的NaOH溶液中钝化行为的电化学研究

采用极化曲线、电容-电位曲线、Mott-Schottky分析以及电化学阻抗(EIS)等电化学方法研究了镁合金在含F^－ NaOH溶液中的阳极钝化行为. 结果表明, 在－1.2～1.8 V的电位范围内, 镁合金在含F^－的NaOH溶液中发生阳极钝化. 所形成的钝化膜表现出n型半导体的导电特性. 在0.7～1.8 V的电位范围内, 随着F^－浓度增大, 镁合金的阳极极化电流密度呈现出随着电位升高而逐渐增大的趋势, 随着F^－浓度增大这一趋势逐渐减弱. 并且F^－浓度的增大使得镁合金表面空间电荷层电容和钝化膜的载流子密度都不断减小. 通过极化曲线和电化学阻抗共同说明, 在5%的Na₂SO₄溶液中, NaOH溶液中阳极钝化后的镁合金随着钝化体系中F^－浓度的增加其耐蚀性逐渐减弱.     

AZ31和AZ61镁合金在模拟海水中的腐蚀电化学行为

应用极化曲线、电化学阻抗谱方法研究了两种Mg-Al-Zn系合金——AZ31和AZ61在模拟海水中的腐蚀电化学行为.根据两种镁合金在浸泡过程中腐蚀介质pH值的变化以及扫描电子显微镜对合金微观金相组织和腐蚀形貌的观察,讨论了镁合金的腐蚀机理及合金元素Al的含量对镁合金耐蚀性能的影响.结果表明,AZ61镁合金具有比AZ31镁合金更好的耐蚀性能,其原因主要是AZ61镁合金中Al含量较高使合金的微观组织结构更有利于耐蚀性能的提高.     

镁合金于离子液体中电镀铝之研究

本研究利用AlCl3-EMIC离子液体在AZ91D镁合金表面电镀铝金属,探讨离子液体组成及电流密度对电镀层性质的影响.研究结果显示铝金属可以成功地电镀于AZ91D镁合金表面上.在-0.2 V的电位下,在60 m/o AlCl3离子液体中可以获得较佳的电镀铝层.另外,在低定电流密度下进行电镀,电流效率较佳,镀层较厚.于3.5%NaCl(by mass)溶液中,铝金属镀层可以大幅提升镁合金之开路电位,并使其表面活性下降.电化学交流阻抗频谱分析显示,镁合金裸材于3.5%NaCl(by mass)水溶液中之极化阻抗值约为470~510Ω.cm2,镀铝之镁合金极化阻抗值则可提升至5200Ω.cm2.极化曲线则显示,镀铝之镁合金可以被钝化,其钝化电流密度低至5×10-5A/cm2.     

海水超级电容溶解氧电池

以氧化处理的碳纤维刷（Carbon fibre brush,CFB）作阴极材料,提出海水超级电容溶解氧电池（Seawater battery with electrochemical capacitance, SWB-EC）概念,并制造了3台联用实海测试样机. 分别由循环伏安和稳态恒流放电方法研究了氧化处理前后的CFB和镁合金牺牲阳极的放电性能. 结果表明：氧化处理的CFB具有准电容特性,在动态海水中其氧阴极还原反应（Oxygen reduction reaction, ORR）活性比未处理的CFB有大幅度提高;镁合金牺牲阳极的开路电位为-1.74 V,工作电位高,溶解较均匀. 用以上阴、阳极材料制成3台联用样机作连续实海放电测试,经运行2个月,相关实验数据分析表明：与商品化海水电池SWB1200初步相比,该海水超级电容溶解氧电池具有更高的体积比功率密度.     

铅铈和铅钙锡合金阳极腐蚀膜的性能研究

利用叠加交流伏安法、线性电位扫描法、交流阻抗技术和XPS研究了铅铈合金和铅钙锡合金在阳极1.28 V, 4.5 mol/L的硫酸溶液中所形成的阳极腐蚀膜. 结果表明: 稀土铈能抑制阳极膜中高阻抗的Pb(II)化合物的生长, 降低腐蚀膜的阻抗, 并增加膜的孔隙率. 同时可以提高合金的析氢过电位, 有利于电池免维护性能的提高.     

含钪铝镁合金微生物腐蚀行为的研究

采用电化学、微生物学和表面分析的方法，研究了厌氧环境硫酸盐还原菌（subtere ducing bacteria，SRB）溶液中Al-6Mg-Zr添加Sc元素前后的腐蚀行为。结果表明，添加Sc元素后，合金的氧化膜更加致密，具有更好的保护作用，使电极开路电位正移100mV左右，同时Sc元素的加入降低了材料在SRB菌液中的点蚀敏感性，使材料耐微生物腐蚀性能得到提高，但是添加Sc后的合金对SRB更加敏感。显微观察表明添加Sc前后两种铝镁合金的腐蚀特征均为点蚀，能谱分析表明随浸泡时间增加，腐蚀越来越严重，腐蚀产物堆积和阳极金属溶解造成进一步腐蚀。     

阳极氧化AZ91D镁合金在氯化钠稀溶液中的腐蚀行为

利用盐雾实验、极化曲线扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等电化学研究方法结合扫描电镜表面观测技术对AZ91D镁合金氧化膜在1%(w)氯化钠溶液中的耐蚀性能进行了评价. 结果表明, 氧化前后的镁合金腐蚀行为发生明显改变, 如未封孔的阳极氧化膜耐中性5%氯化钠盐雾试验时间超过200 h; 氧化后的镁合金自腐蚀电位明显正移, 点蚀诱导期延长; 阳极氧化膜的高频阻抗约为裸露镁合金的数千倍, 这些变化证明阳极氧化处理使镁合金获取了十分优异的耐蚀性能. 首次利用分形维数Df的变化规律初步描述氧化后AZ91D镁合金的腐蚀过程. 可以发现随着浸泡时间的延长, Df呈现出初期快速增长, 随后出现波动, 最后稍有降低的变化过程. 这种现象对应于氧化后AZ91D 镁合金在1%氯化钠溶液中腐蚀的三个阶段.     

渗铝钢在海水中的电化学行为研究

应用化学浸泡实验,电化学测试技术研究渗铝钢在海水中的电化学行为.试验表明,在海水中渗铝钢的腐蚀电位比20#钢的负,其阳极活性大于后者,在低电位下发生阳极溶解.20#钢和渗铝钢的腐蚀速率分别为5.80mg/dm2·d和3.36mg/dm2·d.渗铝钢在海水中具有优良的耐蚀性能是由于环境遮断和电偶保护的综合效果.其腐蚀产物含有氯离子,说明氯离子参与海水中的腐蚀过程,是导致腐蚀的主要原因.渗铝钢除了表层形成的Al、Fe化合物和致密、连续、具有高效防护作用Al的氧化物保护膜外,Al Fe合金层起到牺牲阳极的电化学保护作用.     

镁合金阳极氧化膜的结构、成分及其耐蚀性

采用电压-时间曲线、膜厚-时间曲线、X射线衍射法、扫描电镜、能量色散谱仪、X射线光电子能谱法、全浸腐蚀实验和极化曲线等方法分别研究了AZ91D铸镁合金阳极氧化成膜动力学过程、阳极氧化膜的表面形貌、结构、元素组成、元素价态以及相成分和膜层的耐蚀性.结果表明,在阳极氧化的4个阶段中,由于各个阶段所生成膜的厚度、结构和成分等均不同,因此膜的耐蚀性相差很大;镁合金阳极氧化时耐蚀性最好的膜层是在阳极氧化过程中的第阶段和第阶段的交界处所生成的膜层;镁合金阳极氧化膜中含有Mg,O,Si,B和少量的Al,Na元素,膜层主要由MgO,MgSiO₃和Mg3B2O6组成.     

硫酸根离子对铁在弱碱性溶液中阳极溶解和钝化行为的影响

采用浸泡实验, 电化学测试和表面分析技术研究了硫酸根离子浓度对铁在稀碳酸氢钠溶液中开路状态和阳极极化行为的影响. 在无硫酸根离子及含有少量硫酸根离子的碳酸氢钠溶液中, 铁的开路电位约为(-0.225±0.005) V, 并呈现钝化状态, 其电化学阻抗很大, 腐蚀速率较低. 在含有较高浓度硫酸根离子的碳酸氢钠溶液中, 铁的开路电位为(-0.790±0.010) V并呈现活性溶解状态, 其电化学阻抗较小, 腐蚀速率较高, 同时阳极极化曲线上能观察到活化-钝化转变现象. 由于铁在含有较高浓度硫酸根离子的碳酸氢钠溶液中处于活化状态, 阳极极化曲线上存在数个电流峰. 足够高的硫酸根离子浓度会导致铁表面预先形成或转变而成的氧化膜失效. 相比于自然曝氧状态, 在除氧条件下较低的硫酸根离子浓度即可引起铁在碳酸氢钠溶液中由钝态向活性溶解态的转变.     

混合稀土在铝基阳极中的作用

探讨了混合稀土金属对ＡｌＺｎＩｎＳｎＭｇ系阳极电化学性能和微观组织的影响，发现温度低于８０℃的工作环境下，混合稀土有使阳极工作电位正化的倾向，但可使阳极表面溶解均匀，避免电流效率降低，从而提高Ａｌ基阳极高温工作时的电化学保护性能。稀土金属能细化晶粒，抑制第二相对阳极晶界的导通腐蚀，是阳极性能提高的主要原因。     

稀土元素镧对锌阳极带电化学性能的影响

研究了镧的加入对牺牲锌阳极带电化学性能的影响。结果表明，稀土元素镧对锌阳极带的电位和电流效率影响很小，实验结果符合相关标准。证明在纯锌中添加微量稀土元素镧改善锌阳极带机械性能，同时保持必要的电化学性能的工艺方法是有效、可行的。     

铅锡合金在硫酸溶液中生长阳极Pb(Ⅱ)氧化物膜的机理

用交流阻抗、开路电位衰退及线性电位扫描等方法在0.9V(vs.Hg/Hg₂SO₄)和4.5mol/LH₂SO₄溶液中,研究了铅及Pb-Sn合金电极上所生长的阳极氧化物膜.实验结果表明,阳极膜由溶解-沉淀机理控制生长,膜中微粒间为液膜,借助液膜作为离子通道可使膜中微粒发生阳极反应,锡有利于膜中PbO微粒表层阳极氧化为PbO^1+x(0相似文献   

钐对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金组织和耐蚀性能的影响

利用静态失重法、金相显微镜、扫描电子显微镜等研究了不同含量的稀土元素Sm对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金的腐蚀速率(腐蚀介质分别为0.5%和3.5%的NaCl水溶液)、 微观组织、表面腐蚀形貌的影响. 结果表明, 添加0.5%的Sm时, 合金的第二相得到了明显的细化, 组织和成分更加均匀;当Sm含量大于0.5%时, 合金的析出相增多, 并产生粗化、偏聚的现象. 另外, 在两种浓度的腐蚀介质中, 合金的腐蚀速率随着Sm含量的增加均呈现先降低后增加的趋势, 其中当Sm含量为0.5%时, 合金的腐蚀速率均达到最低, 耐蚀性能得到明显的改善.