电解金属锰用棒式阳极的半工业化试验

采用自行研制的新型电解金属锰棒式阳极与PAC(Pb-Ag-Ca合金)复合板式阳极装槽进行半工业化对比试验。实验结果表明:新型电解金属锰棒式阳极能有效地减少MnO2的析出,并有效地克服了PAC复合阳极在三相区易于产生局部腐蚀断裂的缺点。同时,新型电解金属锰棒式阳极较PAC复合阳极具有较低的制作成本,而且提高了阴极金属锰产量。     

栅栏型铝基铅合金复合阳极板在电解锌中的应用

采用连续挤压拉拔技术在铝芯上包覆铅合金制备了一种铝棒铅合金复合阳极。通过万能试验机、低电阻测试仪、电子密度计及电化学强化腐蚀研究了该阳极的抗拉强度、导电性、密度和腐蚀速率,并组装成栅栏型铝基铅合金复合阳极板用于电解锌。结果表明:对比轧制Pb-0.06%Ca-0.3%Ag合金阳极,铝基Pb-0.06%Ca-0.3%Ag复合阳极的抗拉强度提高8.07%,延伸率降低10.7%,导电性提高3.39倍,质量相对减轻22.83%,腐蚀速率降低28.4%;在电解锌过程中,槽电压降低40 mV,电流效率提高2.97%,能耗降低3.08%。栅栏型铝基铅合金复合阳极质量轻,导电性好,耐腐蚀,有较广泛的开发应用前景。     

波纹状Ti—Mn复合阳极工业实验

电解二氧化锰（ＥＭＤ）用波纹状Ｔｉ－Ｍｎ复合阳极由波纹状Ｔｉ基Ｔｉ－Ｍｎ合金复合阳极大板、Ｔｉ加强筋及铝横担组成。该阳极的特点是ＥＭＤ质量高，产量大，槽电压低，电流效率高，使用寿命长。工业实验表明这种复合阳极优于纯钛和其他传统阳极。     

铝基牺牲阳极材料的研究与开发

根据国内外研究情况,阐明了开发铝基牺牲阳极材料的基本思路是通过促进表面活化,改变其阳极极化性能,获得满足使用要求的牺牲阳极材料. 同时,分析了铝基牺牲阳极从纯铝、 一元铝基、二元铝基和多元铝基的开发研制过程. 叙述了影响铝基阳极性能的关键因素为Sn,Bi等合金元素以及Fe,Si等杂质元素和组织结构等. 最后,阐述了铝阳极材料的发展方向是特殊环境下应用的开发.     

阳极微结构对等离子喷涂金属支撑 SOFC 的电池性能的影响研究

阳极微结构尤其是表面结构的调控对固体氧化物燃料电池 (SOFC) 的极化与性能具有显著的影响。大气等 离子喷涂 (APS) 和高温烧结是金属支撑 SOFC 阳极功能层最常用的两种制备方法。本文采用 APS 和高温烧结两 种制备方法,在相同的金属支撑体上沉积阳极功能层以获得具有不同阳极 / 电解质界面结构的 SOFC。对两种阳 极功能层的组织结构、表面粗糙度、比表面积和物相构成进行了研究。结果表明,两种方法制备的阳极组织形貌 差别较大,高温烧结的阳极功能层表面具有良好的平整度,而 APS 制备的阳极功能层呈现出典型的层状结构, 表面粗糙度和比表面积较大。从断面形貌中可以看出,高温烧结阳极电池的电解质功能层厚度均一,两种电池阳 极与电解质功能层之间均结合紧密。两种电池的输出性能结果表明,APS 阳极电池具有较高的输出性能和较低的 电极极化阻抗。     

锌包钢连续挤压包覆技术

介绍了阳极锌防腐材料的4种生产工艺:热喷涂法、热浸镀法、电镀法、连续挤压包覆法,着重阐述了锌包钢连续挤压包覆技术的基本原理,对其基本工艺参数:运转间隙、挤压轮转速、挤压温度、包角参数、复合挤压比等进行了详细的研究;通过对产品复合层界面的比较发现:使用连续挤压包覆技术生产的锌包钢制品比其它工艺生产的制品具有更为优良的复合界面和防腐性能.     

NiO/SDC纳米复合阳极粉体的制备

利用柠檬酸-硝酸盐低温燃烧法制备了纳米级的SDC、NiO、复合NiO/SDC粉体,研究不同的制备方法对NiO/SDC复合阳极微观结构的影响。利用XRD、SEM对粉体的相组成、晶粒粒度及烧结体的相分布进行了表征。结果表明:柠檬酸与金属离子的摩尔比为1.5、氧化剂与还原剂的质量比为1.5时,NiO粉体的平均晶粒尺寸为25nm,NiO/SDC复合粉体中NiO、SDC的平均晶粒尺寸分别为20nm、15nm,在复合粉体中,NiO、SDC可以相互抑制对方晶粒的长大;当复合粉体在1 250℃保温2h时,纳米粉体机械混合法制备的NiO/SDC复合阳极的平均晶粒尺寸约为700nm,NiO、SDC在烧结体内分布不均匀;低温燃烧合成法直接制备的NiO/SDC复合阳极的平均晶粒尺寸<500nm,NiO、SDC形成连续的网状结构,NiO、SDC在烧结体内分布均匀。     

超细粉体对铝在硫酸溶液中阳极氧化的影响

本文提出了添加SiC，Al2O3，CB类硬度较高的超细粉体对铝在硫酸溶液中进行复合阳极氧化的工艺的影响，并着重讨论了粉体的细度和硫酸浓度、工艺规范对阳极氧化的影响，以及粉体对铝试件表面温度和氧化膜性能的影响。     

固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-SDC复合阳极性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)阳极粉体。X射线衍射(XRD)分析结果显示,在1000℃下焙烧4 h处理后,粉体为单一的钙钛矿相结构。应用单向压力成型方法、空气中1450℃下烧结8 h制备了Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)为电解质片,应用丝网印刷方法在SDC电解质两侧分别涂覆La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ阳极和Pr0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ-SDC(PSCF-SDC)复合阴极,组成电解质支撑型固体氧化物燃料单电池。扫描电镜(SEM)观察显示,制备的电解质致密,阳极和阴极孔隙大小分布均匀,阳极厚度约为20μm,阴极厚度为10μm。用湿氢气作燃料,在800℃下获得的最大输出功率为232.84 mW/cm2,短路电流为919.84 mA/cm2。为了提高LSCM阳极材料催化活性,阳极中掺入少量SDC构成复合阳极。La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-10%SDC复合阳极的单电池输出功率明显提高,最大输出功率为340 mW/cm2。     

电镀锌机组铅系合金阳极电化学行为的研究

为了防止铅系合金阳极引发电镀锌钢板黑变,对不同成分及不同制造方法得到的阳极进行了电化学性能研究。发现在组成上Pb-In-Ag、Pb-Ag阳极性能良好,Pb-Sn阳极性能较差;在制备方法上真空扩散焊的阳极性能要比铸造阳极性能好。     

水淬对镁合金高电位牺牲阳极性能的影响

采用普通纯镁为原料制备了Mg-Mn牺牲阳极,探讨了水淬温度和时间对镁合金牺牲阳极的电化学性能和晶粒大小的影响。结果表明,在30℃的水中水淬4分钟后,得到的镁合金牺牲阳极的晶粒相对较小且电流效率相对较高。     

带状锌阳极的应用技术

牺牲阳极法阴极保护因其不需电源、管理简单、电流分布均匀,特别是对于形状特殊的构筑物。因此,深受人们的欢迎,但它的缺点在于阳极电位有限,故在高电阻率环境下不能应用。为此人们开发了带状牺牲阳极,目前常用的有带状镁阳极和带状锌阳极,可把应用领域扩大到数百Ωm。国内早期开发出来的带状阳极是镁阳极,由于镁阳极的效率低、寿命短,使其使用受到限制。近几年来带状锌阳极问世,便显示出独有的生命力,它的应用主要在套管内部、防交流干扰、高电阻率环境、储罐罐内和罐底外壁等,文章简要介绍国内外相关实践。     

Effects of grain size and secondary phase on corrosion behavior and electrochemical performance of Mg-3Al-5Pb-1Ga-Y sacrificial anode

Grains with size of 4.5—20.5 μm were studied for their corrosion behavior and electrochemical performance in a Mg-3 Al-5 Pb-1 Ga-Y sacrificial anode using immersion testing,electrochemical measurements and microstructure analysis.The results show that fine-grained microstructure has higher chemical activity and more negative discharge potentials than coarse-grained samples.The sample with the smallest average grain size of 4.5 μm exhibits corrosion current density of 7.473×10~(-5) A/cm~2,and work potentials of-1.721 V at current density of 10 mA/cm~2.The density of grain boundaries and LAGBs increases with grain refinement,which leads to higher rates of dissolution and diffusion for the atoms.The secondary phases promote the occurrence of corrosion and improve the chemical activity of alloy due to their higher potential than the substrate.Higher corrosion rate and discharge activity are directly attributed to the higher density of grain boundaries and LAGBs,as well as the secondary phase.     

超混沌电流对金属锰电解阳极电位振荡的调控

金属锰湿法电冶过程是一个典型的远离平衡态的非线性体系,直流作用下会出现电化学振荡、金属分形等非线性行为而引发体系额外的能耗。本文提出一种超混沌电流电解的新模式,通过引入超混沌电路代替原有直流电源来实现。超混沌电流作用下,采用恒电流极化曲线、阳极极化曲线、塔菲尔测试等分析方法和X射线衍射分析、扫描电子显微镜的表征方法,研究铅合金阳极电化学振荡行为与阳极沉积的锰氧化物之间的关联。研究结果表明,在电流密度为350 A·m?2恒电流极化30 min后,超混沌电流极化作用下电位振荡的平均振荡周期较直流极化提高5.6 s,平均振幅降低 38 mV;超混沌电流作用下阳极生成的MnO₂,其表面较为致密平整,在一定程度上可以提高铅合金阳极析氧反应活性和耐腐蚀性。综合分析可知,将超混沌电流运用于金属锰电解过程,可以实现对阳极电化学振荡的有效调控,为进一步降低电解过程能耗和污染排放提供新思路。      

牺牲阳极材料及其在金属防腐工程中的应用

牺牲阳极材料是一类特殊的电化学功能材料，在金属防腐工程中应用广泛，文章综述了牺牲阳极材料的研究现状，介绍了目前常用的锌基，镁基和铝基等三种牺牲阳极材料的基本化学成分和性能特点，讨论了合金元素的作用，并对牺牲阳极的一些新发展和应用情况作了说明。     

锌电积用惰性阳极材料的研究现状

锌电积长期采用Ph—Ag合金为阳极。该阳极存在析氧过电位高、易腐蚀且污染阴极锌等问题,因此人们研究了各类新型阳极。阐述了国内外铅及铅合金阳极、复合电催化铅基阳极、钛基DSA阳极及其他基体阳极材料的研究现状,着重指出了铝基阳极材料具有较好的发展前景,并对未来锌电积用惰性阳极材料的发展趋势进行了展望。     

Influence of silver content and MnSO4 addition on performance of different lead–silver alloys during polarisation and decay periods

Abstract

The electrochemical activity and the corrosion properties of five commercial lead anodes were examined by the conventional polarisation methods and the electrochemical impedance spectroscopy method. The results show that the anode Pb–0·62Ag alloy had a lower overpotential for anode reaction than the others. The corrosion resistance after polarisation of the anode Pb–0·62Ag alloy was higher than that of the Pb–0·29Ag–0·1Ca alloy, Pb–0·58Ag alloy and Pb–0·67Ag alloy, but lower than that of the anode Pb–0·72Ag alloy. However, the anode Pb–0·72Ag alloy had the highest overpotential. When anodes Pb–0·72Ag alloy and Pb–0·62Ag alloy were used, the cathode current efficiencies were higher, while anodes Pb–0·29Ag–0·1Ca alloy, Pb–0·58Ag alloy and Pb–0·67Ag alloy gave lower current efficiency. Regarding these several factors, the anode Pb–0·62Ag alloy is the best choice.

On a examiné l’activité électrochimique et les propriétés de corrosion de cinq anodes commerciales en plomb, au moyen des méthodes conventionnelles de polarisation et de la méthode de spectroscopie d’impédance électrochimique. Les résultats montrent que l’anode de Pb–0·62Ag avait une surtension plus basse que celle des autres pour la réaction de l’anode. La résistance à la corrosion après la polarisation de l’anode de Pb–0·62Ag était plus élevée que pour l’anode de Pb–0·29Ag–0·1Ca, l’anode de Pb–0·58Ag ou l’anode de Pb–0·67Ag, mais plus basse que celle de l’anode de Pb–0·72Ag. Cependant, l’anode de Pb–0·72Ag avait la surtension la plus élevée. Lorsqu’on utilisait les anodes de Pb–0·72Ag ou de Pb–0·62Ag, le rendement du courant de la cathode était plus élevé, alors que les anodes de Pb–0·29Ag–0·1Ca, de Pb–0·58Ag et de Pb–0·67Ag donnaient un rendement de courant plus bas. Par rapport aux divers facteurs, l’anode de Pb–0·62Ag constitue le meilleur choix.     

锌阳极的微观组织和腐蚀失效分析

通过分析失效锌阳极表面形成的约1 mm厚度的腐蚀产物层发现,腐蚀产物与基体结合牢固、不导电是导致阳极无法发挥保护作用的直接原因。锌阳极表面的腐蚀产物具有明显的分层结构,腐蚀产物形貌以片状产物居多,也有球状产物,片状产物主要为Zn₁₂（SO₄）₃Cl₃（OH）₅·5H₂O和Zn₄SO₄（OH）₆·5H₂O,球状产物主要为Zn₅（OH）₈Cl₂·H₂O;锌块中Pb、Cu、Fe含量（质量分数）略微超标,造成锌保护效率下降。当牺牲阳极受到杂散电流干扰,其表面会被快速极化呈钝化状态,以0.1mA·cm-2恒电流极化10 h,锌表面即发生严重钝化,失去其牺牲保护的作用。     

Electrochemical studies of the performance of different Pb-Ag anodes during and after zinc electrowinning

One Pb-0.25%Ag-0.1%Ca alloy anode and three commercial Pb-0.6%Ag, Pb-0.58%Ag and Pb-0.69%Ag alloys anodes have been studied by conventional electrochemical methods and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in acid zinc sulphate electrolyte with and without MnSO₄ additions to evaluate their activity and corrosion behaviour. At a current density of 50 m Acm⁻² and 38 °C, the polished surface of the anode Pb-0.69%Ag alloy had the lowest overpotential, followed closely by that of anodes Pb-0.6%Ag and Pb-0.58%Ag alloys and then anode Pb-0.25%Ag-0.1%Ca alloy in a bath with and without MnSO₄ additions. Also, during potential decay period after 5 h electrolysis, the polished surfaces showed that anode Pb-0.69%Ag alloy had the lowest corrosion current among the four examined anodes, followed by anodes Pb-0.6%Ag, Pb-0.25%Ag-0.1%Ca alloys and Pb-0.58%Ag alloy.     

氧化物夹杂对Al-Zn-In-Si牺牲阳极电化学性能的影响

以不同铁含量的Al-Zn-In-si牺牲阳极为研究对象,考察了精炼前后阳极微观组织的变化.采用恒电流测试、动电位极化曲线、电化学阻抗等测试手段,对阳极的电化学性能进行了研究.结果表明:氧化物夹杂的存在使阳极的开路电位和工作电位正移,阳极的极化程度增大,同时还造成了阳极电流效率在一定程度上的损失.