镁合金阳极材料在海水中放电的电化学性能(英文)

镁合金可以作为海水激活电池阳极材料来使用。研究了AZ31、AP65和Mg-3%Ga-2%Hg 3种镁合金在海水中放电的电化学性能。Mg-3%Ga-2%Hg合金的阳极极化曲线表明,该合金具有比AZ31和AP65合金更负的腐蚀电位。恒电流放电实验结果表明,Mg-3%Ga-2%Hg合金在海水中表现出更好的阳极放电性能。交流阻抗测试表明,镁合金阳极和海水接触表面的电化学反应决定反应的活性,Mg-3%Ga-2%Hg 合金中的Mg3Hg和Mg21Ga5Hg3化合物比AZ31合金中的Mg17(Al,Zn)12相以及AP65合金中的铅在镁中形成的固溶体具有更好的电化学活性。     

镁及镁合金电池阳极材料的研究、开发及应用

镁电池阳极材料由于具有电负性好、腐蚀速度稳定和比容量高等特点,在理论研究和实际应用上引起了人们极大的关注。近年来,世界各国纷纷致力于镁电池阳极材料的研究开发。探讨了镁合金的电化学行为,以及其作为镁电池阳极材料的应用研究现状和发展趋势。镁合金作为电池阳极材料具有多方面的优势和巨大的发展潜力。     

镁阳极在海水激活电池中的应用

金属镁拥有较负的标准电极电位(-2.37 V(相对于标准氢电极))、较大的理论比容量(2.2 A·h·g~(-1))和较小的相对密度(1.74 g/cm~3),是一种极具应用前景的海水激活电池阳极材料。概述近几年国内外镁阳极在不同类型海水激活电池中的应用,针对放电过程中金属镁存在的腐蚀产物剥落困难、析氢副反应严重和金属颗粒脱落等问题,探讨合金化、热处理和塑性变形等改性措施对镁阳极电化学性能的影响,为高性能镁阳极材料的制备提供理论依据,同时指出未来镁阳极材料的研究方向。     

新型铝合金阳极的退火处理工艺

制备了两种不同含量的Al-Ga-In-Zn-Mg-Mn新型铝合金阳极材料,研究了退火处理对该合金在碱性溶液中自腐蚀速率和电化学性能的影响。结果表明：合金元素的均匀分布可降低铝阳极的自腐蚀速率,不同的退火处理制度对合金的自腐蚀速率影响极大。高温退火处理能在一定程度上改变合金元素的存在形式,减少或消除合金元素在晶界的富集或第二相质点,能极大地降低阳极材料的腐蚀速率；但对铝阳极电化学性能影响甚微。研制出的新型铝合金阳极材料具有优良的电化学性能和良好的耐腐蚀性能。     

新型铝合金阳极的退火处理工艺

制备了两种不同含量的Al-Ga-In-Zn-Mg-Mn新型铝合金阳极材料．研究了退火处理对该合金在碱性溶液中自腐蚀速率和电化学性能的影响。结果表明：合金元素的均匀分布可降低铝阳极的自腐蚀速率．不同的退火处理制度对合金的自腐蚀速率影响极大。高温退火处理能在一定程度上改变合金元素的存在形式，减少或消除合金元素在晶界的富集或第二相质点，能极大地降低阳极材料的腐蚀速率；但对铝阳极电化学性能影响甚微。研制出的新型铝合金阳极材料具有优良的电化学性能和良好的耐腐蚀性能。     

Mg-Al-Pb和Mg-Al-Pb-Ce阳极材料显微组织和腐蚀电化学性能（英文）

Mg-Al-Pb合金是一种应用于海水激活电池的镁阳极材料。为提高Mg-Al-Pb合金的电流效率,通过扫描电子显微镜和电化学测试方法研究Ce对Mg-Al-Pb合金显微组织和腐蚀电化学性能的影响。结果表明,Ce元素促进了条状第二相Al_(11)Ce_3的析出,使Mg_(17)Al_(12)相在Mg-Al-Pb-Ce合金中分布更均匀,并细化了合金的显微组织。Ce的添加提高了Mg-Al-Pb合金的放电活性,大量的第二相Al_(11)Ce_3和Mg_(17)Al_(12)使合金的微电偶腐蚀增强,从而导致Mg-Al-Pb-Ce合金具有较大的腐蚀电流密度和析氢速率。放电过程中Mg-Al-Pb合金存在晶粒脱落,相比之下,Mg-Al-Pb-Ce合金具有更大的电流效率。     

织构对基于Mg-3Al-1Zn合金的镁空气电池性能的影响（英文）

为了研究织构对镁空气电池性能的影响,以商用AZ31镁合金板材为实验材料,分别制备了基于板材轧面和截面的镁空气电池。所用实验材料的表面粗糙度与实际应用中镁合金板材的表面粗糙度相似。通过电化学阻抗谱研究了试样的电化学性能,结果表明截面比轧面更耐腐蚀。通过恒流放电测试研究了电池的放电性能,结果表明基于截面阳极的镁空气电池和基于轧面阳极的镁空气电池相比具有更高的阳极效率(2种电池的阳极效率分别为71.3%和65.7%)。放电24 h之后,通过扫描电子显微镜研究了镁合金阳极基体的表面形貌。轧面阳极显示出一个具有更多孔洞和沟壑的阳极表面,这可能是导致它具有低阳极利用率的原因。因此,被(1010)、(1120)和(1011)取向晶粒所主导的截面阳极更适合运用于镁空气电池。     

合金化及热处理工艺对镁阳极性能影响的研究进展

综述了镁基牺牲阳极材料的性能特点,并从组织结构,腐蚀电位,电流效率,晶粒细化等方面探讨了合金元素及热处理对镁阳极腐蚀性能的影响,为镁阳极的发展和研究提供一些思路和参考.     

织构对基于Mg-3Al-1Zn合金的镁空气电池性能的影响

在本论文中,商用AZ31镁合金板材被用为实验材料。为了研究织构对镁空气电池性能的影响,分别制备了基于板材轧面和截面的镁空气电池。与已经报道过的关于织构对镁合金电化学性能的影响的研究不同,本文所用实验材料的表面粗糙度与实际应用中镁合金板材的表面粗糙度相似。通过电化学阻抗谱研究了试样的电化学性能,结果表明轧面比截面更耐腐蚀。通过恒流放电测试研究了电池的放电性能,结果表明基于截面阳极的镁空气电池和基于轧面阳极的镁空气电池相比具有更高的阳极效率（两种电池的阳极效率分别为71.3%和65.7%）。放电24小时之后,通过扫描电子显微镜研究了镁合金阳极基体的表面形貌。轧面阳极显示出一个具有更多孔洞和沟壑的阳极表面,这可能是导致它具有低阳极利用率的原因。因此,被(10-10)、 (11-20) 和(10-11)取向晶粒所主导的轧面阳极更合适于被运用于镁空气电池。     

镁海水电池阳极活化机理研究

研制了新型Mg-Hg-X合金阳极材料,用扫描电镜(SEM)、能谱、X-射线衍射(XRD)和电化学测试等方法分析了镁合金阳极材料在海水介质中腐蚀前后的微观结构、表面形貌及表面元素的组成,研究了Mg-Hg-X合金阳极的溶解过程及活化机理.结果表明:在放电初期,Mg-Hg-X合金阳极材料中的第2相粒子随点腐蚀的发生直接脱落,形成腐蚀坑,随后Mg-Hg-X合金阳极溶解在介质中的合金元素离子与基体镁发生反应,再沉积于镁阳极材料表面的点蚀孔中,形成Hg、X的沉积层,破坏钝化膜的结构,降低了Mg-Hg-X合金阳极极化.使电极电位负移,同时沉积的具有高析氢过电位的Hg、X抑制了析氢腐蚀.     

海水电池用镁合金阳极的研究进展

海水电池用镁合金阳极因其较负的电极电位、低的质量密度、大的电化学当量而受到人们的广泛关注.概述了近年来有关海水电池用镁合金的研究进展.首先,介绍了常见镁合金海水电池的分类(镁/金属氯化物电池、镁/海水溶解氧电池、镁/过氧化氢半燃料电池),详细说明了几种电池的工作条件与应用领域.其次,归纳了镁合金海水电池存在的问题,包括...     

铸态及退火态Mg66Al34阳极镁空气电池的性能

制备了铸态及退火态Mg66Al34共晶合金,通过研究该合金的腐蚀及放电行为,考察了该合金作为镁空气电池阳极的放电性能。结果表明:在3.5 mass%NaCl溶液中,铸态合金具有较低的腐蚀速率及放电活性,退火态合金具有高的腐蚀速率及放电活性。在NaCl溶液中加入水溶性石墨烯后,铸态合金具有低的腐蚀速率及较高放电活性。铸态合金低的腐蚀速率是由于在β-Mg17Al12层间形成了黑色富铝氧化物腐蚀产物。     

热海水中Zn-Al-Cd阳极腐蚀机理的探讨

研究了高温海水中Zn-Al-Cd合金的电化学性能，同时提出了一种假设解释锌合金阳极腐蚀行为.该假设认为：在热海水中，铝在晶界处一定程度的偏析能够活化锌合金阳极，但这种活化作用将随着铝含量的增加而减弱.此外，Zn-Al-Cd的晶间腐蚀与晶界处存在着活跃的铝有关，氢的扩散对晶间腐蚀的产生起着催化作用，并能使腐蚀加剧，这一机制能够很好地解释试验中的现象.文章还分析了电位波动曲线与腐蚀产物脱落难易的关系.     

Korrosionsverhalten von Stahl in Zementmörtel bei kathodischer Polarisation in Meerwasser und 0,5 M NaCl-Lösung

Corrosion characteristics of steel in cement mortar under cathodic polarization in seawater and 0.5 M NaCl solution Steel specimens in cement mortar were exposed to seawater on the VDEh testing stand at Helgoland and to 0.5 M NaCl solutions in the laboratory up to three years. In seawater specimens covered with portland cement were cathodically protected by use of zinc and magnesium anodes. In the laboratory specimens in portland cement and in blast furnace cement were exposed to free corrosion and to potentials ranging from U_H = ?0.53 to ?0.98 V. In all cases small pittings were observed. Those developed in seawater were significantly dependent on potential and accompanied by a slight increase of chloride concentration. Here a normal anodic pitting corrosion must be assumed that cannot be totally prevented by zinc. The process slows down with increasing time. The pitting observed in the laboratory tests showed no systematic dependence on potential and the pits were substantially smaller. In the case of the strongest negative potential U_H = ?0.98 V the specimen in portland cement displayed pits as deep as 0.5 mm. These are assumed to be of cathodic origin. They were full of magnetite and virtually free of chloride. Because that far negative potentials, which lie in the region of hydrogen development, do almost not occur this type of corrosion contrary to literature has no technical bearing.     

电解液浓度对AT61、AP65镁合金阳极电化学性能的影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱测试仪、电化学测试仪和电池测试仪等检测技术,分析了轧制退火态AT61(Mg-6%Al-1%Sn)和AP65(Mg-6%Al-5%Pb)镁合金阳极的成分,研究了质量分数分别为3.5%和7.0%NaCl电解液对这两种镁合金阳极电化学性能的影响。结果表明:经430 ℃×16 h均匀化热处理后,轧制退火态AT61和AP65镁合金中Mg₁₇Al₁₂相扩散于基体中;相对3.5%NaCl电解液,两种镁合金阳极在7.0%NaCl电解液中放电性能得到很大提升,同时镁合金-空气电池的放电稳定性得到增强。     

Corrosion behaviour of magnesium sacrificial anodes in tap water

The effects of applied current, testing time and microstructure on the electrochemical properties of magnesium‐based sacrificial anodes in potable water were evaluated. Galvanostatic tests, potentiodynamic polarisation and scanning electron microscopy (SEM) analyses were used to determine anode efficiency, corrosion rate and microstructures of the Mg‐anodes under study. The contribution of processes as mechanical material loss and hydrogen evolution on the current wastage was investigated. The effect of the different microstructures like those obtained by heat treatments to reduce the intermetallic phase was also tested.     

In对Al-Mg-Ga-Sn-(In)铝合金阳极组织及电化学性能的影响

在Al基体中添加Mg、Ga、Sn、In合金元素,通过正交试验设计了9组铝-空气电池阳极材料。采用动电位极化试验、析氢试验和恒电流放电试验对铝合金阳极的电化学性能进行优化,通过扫描电镜和能谱测试仪观察了合金的显微组织及成分。结果表明,没有添加In元素的1号合金(Al-0.5Mg-0.05Sn-0.05Ga)、5号合金(Al-Mg-0.1Sn-0.2Ga)和9号合金(Al-2Mg-0.2Sn-0.1Ga)铝阳极具有较差的放电性能和较高的自腐蚀速率,而添加0.05wt% In元素的7号铝阳极(Al-2Mg-0.05Sn-0.2Ga-0.05In)具有最好的放电电压(平均电位-1.968 V)和抗腐蚀性能 (自腐蚀速率0.193 mL·cm^-2·min^-1)。对比去腐蚀产物后的合金表面形貌,发现5号合金的腐蚀表面布满较深的腐蚀坑,这增加了铝合金的自腐蚀,而7号合金的表面具有较浅的腐蚀坑,这减缓了电解液中离子传递和自腐蚀速率。 因此,7号铝合金适合用作铝-空气电池阳极材料。     

Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水及海泥环境中的电化学性能

目的 分析A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在海水、海泥中的电化学性能.方法 采用恒电流极化进行4 d的加速实验,使用电化学阻抗谱(EIS)分析电化学腐蚀过程,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及三维超景深显微镜观察分析腐蚀形貌及表面化学成分,对比研究了Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水和海泥环境下的腐蚀形貌、电化学性能.结果 在模拟海水和海泥环境中,尽管Al-Zn-In-Si牺牲阳极都满足DNVGL-RP-B401的要求,但在海泥环境中,其电化学效率仅为65.97％,远低于海水环境中的89.43％.牺牲阳极在海水环境中发生均匀腐蚀,而在海泥环境中却呈现严重的不均匀腐蚀现象,表面腐蚀坑为疏松多孔蜂窝状.结论 在海泥环境下,Al-Zn-In-Si牺牲阳极的腐蚀产物扩散困难,局部呈现腐蚀坑,自腐蚀速率高,导致电化学效率降低.溶解过程中,由于组织脱落,自身消耗增加,电化学容量降低,从而导致阳极在模拟海泥环境中的电化学性能低于海水环境,并揭示了阳极在模拟海水、海泥环境中的腐蚀机理.