合金元素对铝合金宽温阳极氧化工艺影响的研究

阳极氧化过程中铝合金放热导致槽液温度升高,会对膜层生长有较大影响。本文对6061、6063、2024及7075铝合金进行宽温阳极氧化处理,对其膜层厚度以及表面状态进行研究,结果表明铝合金合金元素对阳极氧化膜生长及结构有重要的影响,Cu、Mn等金属合金元素阻碍了铝合金氧化膜的生长,当电解液温度较高时,这些合金元素会使膜层起粉而导致膜层不合格。     

铝空气电池阳极材料的研制

本文以高纯铝为基体,掺杂锌、铟、锡、镁、铋制成铝合金阳极材料,然后通过放电测试筛选出放电性最好的Al-5Zn-0.02In-2Mg-0.1Sn-0.1Bi合金,对超纯铝和Al-5Zn-0.02In-2Mg-0.1Sn-0.1Bi合金进行性能测试。分析结果表明:本文中所研制的Al-5Zn-0.02In-2Mg-0.1Sn-0.1Bi合金的铝合金相较于超纯铝具有更好的电化学性能和低放电腐蚀,更适合作为铝空气电池的阳极。     

稀土元素Yb对铝-空气电池阳极性能的影响

通过向纯铝中加入不同量的稀土元素Yb,制备了一系列Al-Yb合金。通过极化曲线、交流阻抗、恒电流放电等电化学测试,研究了合金在4 mol/L KOH碱性电解液中的电化学活性以及利用率。结果表明,Yb的加入能够提高铝放电时的电流密度,提升效率为50%,并且能够增加20%的利用率,显著提高铝-空气电池阳极的性能。不同的Yb质量分数对铝合金有不同的影响,通过一系列实验以及理论分析找出最佳质量分数为0. 8%。     

卤素离子对铝合金阳极的活化作用

镓锡合金沉积子铝阳极表面，形成活化点，是含镓、锡铝合金阳极活化的根本原因。溶液中的卤素离子在氧化膜上的吸附及在其中的扩散也促进了铝电极的阳极溶解。合金元素及溶液中的阴离子通过改变铝电极表面的零电荷，影响着合金元素在铝电极表面的沉积的难易程度，从而影响着铝合金阳极的活化性能。     

两种不同铝内衬碳纤维缠绕复合材料气瓶受力状况的对比分析

基于复合材料层合板弹塑性分析理论,参考DOT CFFC《铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的基本要求》标准,利用网格理论设计了容积70L的铝内衬碳纤维缠绕复合气瓶。在相同的预紧力和工作压力下,研究对比分析了两种不同型号铝合金6061和7075作为内衬的气瓶的受力状况。结果表明,铝合金6061作为内衬时,其内衬应力水平分布比较均匀,可以更好地发挥外缠碳纤维的高强度特性,且价格经济实惠,较7075更适合作为复合材料气瓶的内衬材料。     

Zn-Al-Ce水滑石在Zn-Ni二次电池中的电化学性能

采用水热法制备锌铝铈水滑石（Zn-Al-Ce-LDHs）,并且将其作为锌镍二次电池的新型负极材料。利用红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对制备的Zn-Al-Ce-LDHs进行了形貌和微观结构的分析。通过循环伏安曲线（CV）、Tafel极化曲线和恒电流充电放电测试研究了Zn-Al-Ce-LDHs作为锌镍电池负极材料的电化学性能。XRD和SEM分析发现,制备的Zn-Al-Ce-LDHs结晶度完好、分散均匀并且呈现出了规则六边形片状结构。电化学性能研究结果表明,Zn-Al-Ce-LDHs应用到Zn-Ni二次电池中表现出了很好的循环可逆性能和抗腐蚀性能;恒电流充电放电测试结果分析可知,Zn-Al-Ce-LDHs电极表现出了较为优异的循环稳定性以及充放电特性,经过80次循环后,循环保持率可以达到95.1%。     

一种CO2措施井套管牺牲阳极保护器的研制

本课题对不同元素含量的15组Al-Zn-In系合金牺牲阳极材料在模拟江苏油田采油二厂某油井环境下的电化学性能进行了比对研究,对电化学性能表现优越的铝合金阳极材料,开展了高温挂片腐蚀试验,筛选出电化学性能优异的三种铝合金为阳极材料,设计加工出对应井套管Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti合金牺牲阳极保护器,预...     

薄膜铝空气电池阴极的制备

将MnO_2、纳米TiO_2分别与La_2O_3、SrO、CeO_2按一定的质量比例混合组成复合催化剂。由复合催化剂所制空气阴极与铝阳极、KOH-聚丙烯酸凝胶电解质组装成薄膜铝空气电池。通过恒流放电测试电池性能,确定催化剂的性能和最佳组成。结果表明,MnO_2复合催化剂性能优于纳米TiO_2复合催化剂。最佳MnO_2复合催化剂为MnO_2-La_2O_3-SrO(5∶4∶2)。由其所制电池在放电电流60 mA时的容量密度与能量密度均最大,分别为1008.73 Ah/kg,1572.05 Wh/kg。     

3D打印超拉伸凝胶电解质及其在柔性铝空气电池中的应用

采用细菌纤维素（BC）、聚乙烯醇（PVA）为原料，通过3D打印与冻融循环法制备超拉伸凝胶电解质。采用SEM、接触角测量、XRD、EIS和拉伸测试对凝胶电解质物理特性、电化学性能及拉伸性能进行表征。实验结果表明，当m(BC)∶m(PVA)=0.6∶1时，基于3D打印制备的凝胶电解质具有稳定的三维网络结构、优异的拉伸性能和电化学性能，拉伸强度可达0.9 MPa、断裂伸长率可达961%、离子电导率为1.10×10-1 S/cm。将该凝胶电解质应用于柔性铝空气电池，功率密度可达21 mW/cm2，电流密度为20 mA/cm2时，铝阳极比容量为1124 mA?h/g，电池可稳定放电90 min。     

铝空气电池的研发与应用思考

介绍了铝空气电池的相对优势和其工作原理,着重阐述了铝空气电池的阳极材料、电解质、阴极材料的国内外研究现状,并举例说明了铝空气电池在军事装备、交通运输、移动电站及通讯方面的应用现状。对铝空气电池的研发与应用进行了浅析与展望。     

Effect of heterocyclic organic inhibitors on corrosion behavior of aluminum in 3.5% sodium chloride solution

添加有机缓蚀剂可以减缓或防止铝合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀。用失重法和电化学法分别研究了7种有机化合物对7075铝合金在3.5%NaCl溶液中的缓蚀行为,并用扫描电子显微镜(SEM)对铝合金样品在不同缓蚀介质中的腐蚀形貌进行了观测。失重法实验结果和Tafel极化测试结果均表明,这些有机化合物对铝合金有不同程度的缓蚀作用,其中7-氮杂吲哚的缓蚀效果最好,通过对铝合金样品表面孔蚀特征及电化学测量结果的分析,确定其缓蚀机理为阳极过程控制为主的成膜缓蚀剂。     

有机杂环化合物对铝合金在3.5%NaCl介质中的缓蚀作用

添加有机缓蚀剂可以减缓或防止铝合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀。用失重法和电化学法分别研究了7种有机化合物对7075铝合金在3.5%NaCl溶液中的缓蚀行为,并用扫描电子显微镜(SEM)对铝合金样品在不同缓蚀介质中的腐蚀形貌进行了观测。失重法实验结果和Tafel极化测试结果均表明,这些有机化合物对铝合金有不同程度的缓蚀作用,其中7-氮杂吲哚的缓蚀效果最好,通过对铝合金样品表面孔蚀特征及电化学测量结果的分析,确定其缓蚀机理为阳极过程控制为主的成膜缓蚀剂。     

Exfoliation inhibition on aluminum alloy 7075 by water-soluble phthalocyanine derivates in 1 mol/L HCl

Abstract

The inhibition effects of two phthalocyanine sulfonates on aluminum alloy 7075 were investigated in this study. The gravimetric test showed that the two compounds effectively inhibited the exfoliation corrosion of aluminum alloy 7075 in 1?mol/L hydrochloric acid. The electrochemical test showed the phthalocyanine sulfonates mainly acted as mixed-type inhibitors. The molecular dynamic simulation indicated that the phthalocyanine inhibitors selectively adsorbed on aluminum atoms, which inhibited the dealloying of aluminum from the alloy surface. In XPS analysis, the chemical adsorption between aluminum and phthalocyanine inhibitors was proven by the changes in the electronic binding energy of Al and N.     

Plant derived cationic dye as an effective corrosion inhibitor for 7075 aluminum alloy in 3.5% NaCl solution

The inhibition of the corrosion of 7075 aluminum alloy in 3.5 wt.% NaCl solution by 5,6-dihydro-9,10-dimethoxybenzo[g]-1,3-benzodioxolo[5,6-a]quinolizinium (berberine) has been studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), potentiodynamic polarization, scanning electrochemical microscopy (SECM) and scanning electron microscopy (SEM). Inhibition efficiency was found to increase with increasing concentration of berberine. The adsorption of the berberine on the 7075 aluminum alloy surface obeyed the Langmuir adsorption isotherm. The adsorbed film on 7075 aluminum alloy surface containing inhibitor was confirmed by the SEM, and SECM. The results obtained showed that the berberine could serve as an effective inhibitor of the corrosion of 7075 aluminum alloy in 3.5% NaCl.     

铝空气电池关键技术研究进展

金属空气电池也称金属燃料电池,是一种将金属的化学能直接转化为电能的装置。金属铝在地壳中储量丰富且具有较高的理论体积比能量,因此铝空气电池成为近年来关注的热点,然而金属铝在碱性电解液中的析氢问题一直是阻碍铝空气电池发展的主要因素。本文综述了铝空气电池关键技术的研究进展,包括铝合金阳极、铝腐蚀抑制剂、空气电极结构、电解质、催化剂等方面。使用含Sn、Ga、In等元素的铝合金阳极,将金属铝加工成超细晶材质,在电解质溶液中添加铝腐蚀抑制剂均可在一定程度上提高铝电极效率。铝空气电池已经在诸多领域实现应用,随着研究的继续深入,铝空气电池在能源行业将拥有广阔的应用前景。     

7075铝合金表面硅烷化处理的研究

对7075铝合金进行了硅烷化处理,并对硅烷膜的厚度、吸水率、成分、形貌及耐蚀性等进行了分析。硅烷处理液通过水解和缩合反应形成Si-O-A1共价键,覆盖在铝合金表面形成硅烷膜。结果表明:硅烷膜表面均匀、致密,吸水率仅为0.763%。,厚度约为4um;铝合金经过硅烷化处理后,膜电阻至少增加了两个数量级,自腐蚀电位正移一0・331 V,自腐蚀电流密度降低了近两个数量级,耐蚀性明显提高。     

汽车用6061铝合金柠檬酸阳极氧化工艺的研究

对汽车用6061铝合金进行柠檬酸阳极氧化处理。研究发现:铝合金的阳极氧化过程伴随氧化膜的生成和溶解。适当升高氧化温度,有利于增加氧化膜的厚度和硬度。但氧化温度过高,会使得氧化膜的溶解速率加快。铝合金阳极氧化膜呈现典型的多孔结构。40℃下制备的氧化膜表面平整,具有优良的耐蚀性。当氧化温度高于40℃时,氧化膜表面的孔径增大,表面疏松,耐蚀性下降。     

铝合金表面氧化锆转化膜的结构与性能

采用氟锆酸工艺在AA6061铝合金表面制备出氧化锆转化膜,用扫描电镜和能谱仪分析了氧化锆转化膜的组织形貌和结构,采用电化学方法和中性盐雾试验研究了氧化锆转化膜的耐蚀性能。结果表明,制备出的氧化锆转化膜为无色膜,主要由Zr和Al的氧化物组成。氧化锆转化膜的耐腐蚀性能优异。涂覆环氧树脂漆或聚氨酯漆后的涂层可以通过1500h的中性盐雾试验,氧化锆转化膜可以用作铝合金的涂漆前预处理膜。     

Discharge behavior of Mg–4 wt%Ga–2 wt%Hg alloy as anode for seawater activated battery

Magnesium–gallium–mercury alloy is one of the new developed anode materials for seawater activated batteries. The potentiodynamic polarization, galvanostatic discharge and electrochemical impedance spectroscopy of Mg–4%Ga–2%Hg alloy in seawater are studied and compared with commercial AZ31 and AP65 alloys in this study. The results show that Mg–4%Ga–2%Hg alloy exhibits different discharge behaviors in as-cast, homogenizing, rolling and annealing conditions. The annealing Mg–4%Ga–2%Hg sheet obtains the most negative corrosion potentials in different current densities. And the Mg–4%Ga–2%Hg alloy provides more negative corrosion potentials than AZ31 and AP65 alloys. EIS studies reveal that the Mg–Ga–Hg alloy/seawater interfacial process is determined by an activation-controlled reaction. The Mg₃Hg and Mg₂₁Ga₅Hg₃ phases improve the electrochemical properties of Mg–4%Ga–2%Hg alloy. The assembled prototype battery with Mg–4%Ga–2%Hg alloy as anode and CuCl as cathodes exhibits a satisfactory discharge performance because of the advantages in discharge characterizations and microstructure of the Mg–4%Ga–2%Hg alloy.     

Ce对铝-空气电池阳极电化学活性及自腐蚀的影响

为了研究稀土元素对铝-空气电池阳极合金的影响,熔炼并制备了Al-Ce合金,通过测试合金的极化曲线,利用率以及交流阻抗等,研究了其在3 mol/L的KOH、质量分数为3%的NaCl溶液中的电化学性能。采用扫描电镜对在合金放电后的形貌进行观察,并使用能量散射X射线谱对合金表面进行面扫描分析。结果表明：稀土元素Ce的加入可以提高阳极电化学活性和利用率,但过量的Ce会导致电化学活性降低以及点腐蚀。随着Ce含量的增加,合金开路电位负移,电流密度增大,利用率升高。当Ce的质量分数为1%时,合金具有最佳的电化学活性以及最高的利用率,-1.2 V处的电流密度为-103.90 mA·cm^-2,利用率为72.3%。