石墨烯含量对铝空气电池正极电化学性能影响

以氧化还原法制备石墨烯,通过水合肼还原得石墨烯,通过共沉淀法制备石墨烯/MnO_2复合材料,将所得的复合材料进行SEM和XRD分析,通过电化学性能测试及在铝空气电池中的应用,得出的不同石墨烯含量的石墨烯/二氧化锰的电化学性能,发现含石墨烯50%的GN/MnO_2的复合材料的效果最佳,在20,40,60,80,100和120mA/cm~2的电流密度下放电平台为1.25,1.06,0.95,0.87,0.80和0.76V。     

铝合金在盐水环境中腐蚀性能的电化学研究

为了深入研究温度对铝合金材料的腐蚀行为和机理,采用盐水腐蚀方法研究了其在高温条件下的电化学特性及腐蚀机理.选用7A04和5A06铝合金作为研究对象,在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中,利用增重法、蔡司显微镜并结合电化学测试方法研究了其在20~80 ℃范围内的腐蚀性能,分析了腐蚀产物的微观形貌,探讨了腐蚀机理.结果表明：两种铝合金试样的腐蚀速率均随温度升高而增大.在Tafel极化曲线图中,对于同一种铝合金,自腐蚀电位随腐蚀温度增加向负方向移动,自腐蚀电流密度和年腐蚀深度随腐蚀温度增加而减小.对同一腐蚀温度下的两种铝合金,5A06铝合金自腐蚀电位低于7A04铝合金,腐蚀电流密度和年腐蚀深度均小于7A04铝合金.电化学阻抗图谱中,两种铝合金在不同条件下的Nyquist图均存在一个容抗弧,极化电阻随腐蚀温度增加而减小.对于同一种铝合金,在3.5%氯化钠溶液中的腐蚀速率会随着温度的升高而增大;在同一腐蚀温度下,5A06铝合金比7A04铝合金更容易发生腐蚀,但腐蚀速率比7A04铝合金慢.     

提高铝-空气电池铝阳极材料活性的研究进展

铝阳极的活性对铝-空气电池的性能起关键作用.综述了近年来铝阳极材料的研究进展,并对提高铝阳极材料活性的途径,包括铝阳极材料合金化、添加电解液缓蚀剂进行了详细论述.介绍了不同种类铝合金添加元素、不同类型缓蚀剂以及作用效果,展望了今后提高铝阳极材料活性的发展方向.     

铝-空气电池用铝合金阳极材料的研究进展

铝-空气电池是一种环保清洁能源,其应用日趋广泛,但大规模商业应用时仍存在很多困难。其中,铝合金阳极的活化、析氢自腐蚀和低的阳极效率一直是制约其发展的重要因素。着重从铝合金阳极的反应活化、钝化机理、添加合金元素及热处理等方面,综述了国内外近十几年来铝-空气电池用铝合金阳极材料的研究进展,展望了其未来发展方向。     

表面铝含量对Q235钢电化学腐蚀性能的影响

用粉末渗铝技术在Q235钢表面上制备了不同铝含量的渗铝层,通过阳极极化曲线测试了渗铝试样在35 g/L NaCl溶液中的电化学腐蚀性能.试验结果表明:不论铝含量如何,Q235钢在35 g/L NaCl溶液中的阳极极化曲线上均表现为活化溶解,未出现钝化.试样的耐腐蚀能力随Q235钢表面铝含量的增加而增强;当表面铝含量低到2.6%(质量分数)时,即使表面未形成连续的渗铝层,其耐蚀性能仍高于不含铝试样;当表面铝含量为51.2%时,其耐蚀性能低于1Cr18Ni9Ti不锈钢,这与有关文献报道的含铝钢的耐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢的不同.     

铝空气电池Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn合金阳极的电化学性能

研究了铝空气电池的Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn合金阳极在2 mol/L NaCl和4 mol/L KOH电解液中的自腐蚀行为和电化学性能。结果表明,在2 mol/L的NaCl和4 mol/L的KOH溶液中,Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn合金阳极比纯Al阳极的腐蚀电位(E_corr)分别负移了0.041和0.018 V,自腐蚀速率分别降低了0.2146和15.1 mg·cm^-2·h^-1,使金属阳极的电化学活性得以提高,自腐蚀行为受到了抑制。在2 mol/L的NaCl电解液中,合金阳极的放电容量峰值达到2608.96 Ah·kg^-1,比纯Al阳极提高了55.59%;能量密度最高为1742.61 Wh·kg^-1,比纯Al阳极提高了274.58%,阳极效率为87.55%。在4 mol/L的KOH电解液中,合金阳极的放电容量最高为1605.15 Ah·kg^-1,比纯Al阳极提高了131.27%;能量密度最高为1404.83 Wh·kg^-1     

热处理对Al-Sn-Bi-Pb-In阳极材料电化学及腐蚀性能的影响

热处理能提高铝合金的耐蚀性,但高温固溶会降低其电化学活性,低温回火会影响其耐蚀性,目前结合二者优势的报道较少.熔炼制备了Al-Sn-Bi-Pb-In合金,采用电化学方法和化学浸泡失重法研究了高温固溶、低温回火热处理对其电化学性能及耐蚀性能的影响;采用扫描电镜观察了不同热处理状态铝合金腐蚀后的表面形貌.结果表明:铝合金阳极高温固溶处理后电化学活性降低,耐蚀性提高;再作低温回火后铝合金阳极电化学性能提高,耐蚀性稍有降低;最佳热处理为500℃固溶6h之后再在150℃下回火8h.     

铝空气电池电解液pH值对其阴阳极电化学性能的影响

为了考察铝空气电池电解液pH值对其阴阳极电化学性能的影响,利用极化曲线、电化学阻抗谱、恒流放电曲线测量等方法对铝合金阳极和空气电极在3.5%NaCl溶液中的电化学行为进行了研究。结果显示:随pH值升高,铝合金的腐蚀速度先降低后升高;铝合金恒流放电1 200 s后,电极电位从低到高的pH值依次为3,11,5,7,9;当溶液pH=11时,空气电极表现出较好的极化性能和恒流放电性能。     

固溶温度对2A96铝锂合金电化学腐蚀性能的影响

为了寻求合适的固溶处理制度,采用电化学测试、金相组织观察、显微硬度测试等手段研究2A96铝锂合金的极化曲线、交流阻抗、开路电位与腐蚀时间的关系及其金相组织和显微硬度。在T6态下,选取5个不同固溶温度处理2A96铝锂合金,固溶处理时间均为60 min。实验结果表明:固溶温度为510 ℃时,合金的自腐蚀电压最小,自腐蚀电流密度最大,即固溶温度为510 ℃时试样最容易被腐蚀,腐蚀速率也最快,此时开路电位随腐蚀时间的增加下降最快;2A96铝锂合金在不同固溶温度下的金相组织晶粒尺寸都比较均匀,晶粒呈等轴状分布;固溶温度为540 ℃时,试样硬度最大,达到236.41 HV。     

晶粒组织对7150铝合金抗腐蚀性能的影响

通过四点弯曲应力腐蚀和剥落腐蚀实验,并利用金相显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、扫描透射电镜(STEM)等微观组织表征手段研究了不同晶粒组织对7150铝合金腐蚀性能的影响.结果表明:粗晶具有较高的应力腐蚀敏感性,表层具有粗晶的试样断裂时间为16 h,而除去表层粗晶,仅含有纤维晶的试样断裂时间为124 h.粗晶抗剥落腐蚀性能优于纤维晶,粗晶的剥落腐蚀等级为P,纤维晶剥落腐蚀等级为EC/D.粗晶晶界为界面能较高的大角度晶界,且大角度晶界无沉淀析出带(PFZ)宽度较宽,晶界强度较低,应力腐蚀裂纹易沿着大角度晶界扩展.而中心纤维晶晶界析出相(GBP)Cu含量低,Zn含量高,导致析出相与基体之间电势相差较大,析出相易溶解,且其连续分布特征进一步加速这一腐蚀过程,因此,纤维晶剥落腐蚀敏感性更高.     

海水pH值对铝-空气-海水电池阳极性能的影响

为研究海水pH值升高对铝-空气-海水电池的铝阳极的腐蚀性能和放电性能的影响,以不同pH值的海水作为介质,采用极化曲线、交流阻抗、恒电流极化曲线和扫描电镜研究了铝合金在不同pH值海水中的腐蚀行为和放电行为。结果表明：随着pH值的升高,铝合金的自腐蚀电位逐渐降低,腐蚀速度加快;海水pH值的升高使铝合金的钝化区间变宽,当pH...     

微量Co对7056铝合金组织与腐蚀性能的影响

通过金相观察、晶间腐蚀、电化学腐蚀、扫描电镜和透射电镜等测试分析方法,研究了微量Co对7056铝合金组织与腐蚀性能的影响。研究表明,与未添加Co合金相比,添加微量Co的7056铝合金的应力腐蚀寿命提高了22. 57%,应力腐蚀断裂强度从511 MPa增加到559 MPa,应力腐蚀因子从0. 118降到了0. 064。添加微量Co的7056铝合金形成了更加均匀细小的Al3Zr弥散相,更有效地钉扎位错和亚界晶,使基体保持形变回复组织和小角度晶界,抑制再结晶,保持了细小的亚晶组织。亚晶界析出相与晶内接近,从而降低了晶间腐蚀的电化学动力,提升了抗晶间腐蚀性能。此外,其晶界析出相所占面积分数增大,相当于增加了电化学反应过程阳极相对阴极的比例,导致阳极电流减小,晶界析出相溶解速率降低。不连续的晶界析出相能够阻断沿晶界阳极溶解通道,减缓沿晶腐蚀,提高合金抗应力腐蚀性能。     

预析出对2519A铝合金局部腐蚀性能的影响

研究了固溶后预析出对2519A铝合金的拉伸性能、恒载荷应力腐蚀和晶间腐蚀性能的影响,并通过透射电镜进行组织观察,分析了影响机理。结果表明:预析出提高了T6态2519A合金局部腐蚀性能,合金应力腐蚀开裂时间由无析出时的1天提高至9天,晶间腐蚀最大深度由220μm下降到120μm,而抗拉强度仍有400MPa。合适的预析出也可提高T8态合金局部腐蚀性能,开裂时间由无析出时的10天可增加到520℃析出时的14.9天,晶间腐蚀的最大深度和腐蚀形貌无明显变化,而预析出的抗拉强度有所降低。合适的预析出使T6与T8态样品晶界析出相粗化,间距加大,这是局部腐蚀性能提高的主要原因。     

温度对X90管线钢及其焊缝电化学腐蚀性能的影响

为了明确X90钢的腐蚀变化规律,利用电化学阻抗技术(EIS)和动电位极化测试技术,研究了X90管线钢母材及其焊缝在不同温度下的电化学腐蚀行为。结果表明:在不同温度下,随着温度的升高,X90管线钢母材及其焊缝越容易发生腐蚀,电化学阻抗逐渐减小;母材与焊缝相比,焊缝在溶液中更容易发生腐蚀,且电化学阻抗值小于母材的。     

压应力对HP13Cr钢电化学腐蚀性能的影响

目前有关压应力下金属材料腐蚀规律的研究较少。以常用的HP13Cr油管钢为对象,测试了其在添加和未添加缓蚀剂的酸化环境中承受不同压应力下的极化曲线及交流阻抗谱,并结合扫描电镜(SEM)观察腐蚀形态来分析其电化学腐蚀性能。结果表明:在酸化环境下,随着压应力水平的增加,HP13Cr钢的自腐蚀电位负移,电化学腐蚀速率增大,耐蚀性能下降;压应力会促进电化学腐蚀,选择适当的缓蚀剂进行表面吸附,可显著降低应力对电化学腐蚀的影响,控制压应力的数值对于缓蚀剂效率发挥具有一定影响。     

微观组织对5083 H116铝合金板腐蚀性能的影响

本文利用扫描电镜,光学显微镜和表面3D显微镜、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验方法等研究两种厚度的5083 H116铝合金板微观腐蚀行为,结果表明:铝板不同厚度处其微观组织特征不同,如晶粒形状,β相(Mg2Al3或Mg5Al8)尺寸和含量等;β相含量较高的试样对晶间腐蚀比较敏感,发生再结晶的表面区域晶界上容易沉积连续的β相,晶间腐蚀试验后可观察到网状晶界;β相含量较低且均匀弥散分布的表面区域表现出较低的晶间腐蚀敏感性,冷变形后形成的平直且定向分布的晶界有利于晶间腐蚀向深处发展;铝板近表面β相较细小且分布均匀的区域表现出良好的抗剥落腐蚀性能,中心区域β相尺寸稍大,剥落腐蚀试验面腐蚀深度稍有增加,β相尺寸增大、含量增多则容易诱发点蚀。     

淬火速率对7020铝合金板材耐剥落腐蚀性能的影响

通过剥落腐蚀浸泡实验、电化学阻抗谱技术,并结合电子背散射衍射技术、扫描电镜以及扫描透射电镜等分析手段,研究了淬火速率对7020铝合金板材剥落腐蚀性能的影响。结果表明:淬火速率从1800℃/min下降到38℃/min时,合金耐剥落腐蚀性能降低,腐蚀等级由EA级变为EB+级,最大腐蚀深度从388μm增加至570μm。通过分析晶界析出相的数量、尺寸、间距及其化学成分和无沉淀析出带宽度的变化来探讨淬火速率对剥落腐蚀的影响机理。     

氯化钠浓度和温度对超高强铝合金腐蚀性能的影响

采用开路电位时间曲线和动电位极化手段表征了氯化钠浓度(0%、2%、3.5%和5%均为质量分数)、温度(15℃、25℃、35℃、45℃和60℃)对7B50铝合金电化学腐蚀性能的影响。结果表明:随着氯化钠浓度增大和温度升高,超高强铝合金腐蚀敏感性逐渐增大。氯离子浓度增大,开路电位OCP和自腐蚀电位Ecorr逐渐负移,阳极极化电流逐渐增大,表明铝合金的腐蚀速率逐渐增大;当温度低于35℃,极化曲线上观察不到点蚀电位,温度必须达到45℃才开始出现明显的点蚀电位Epit,且随着温度进一步升高,点蚀电位负移。     

退火对ECAP纯铝组织结构、力学及腐蚀性能的影响

为研究高温后超细晶纯铝的力学性能和耐腐蚀性能变化,本文在室温下对99.6%的纯铝(CP-Al)进行等通道转角挤压(ECAP)后,获得超细晶纯铝.在8道次、Bc挤压路径,不同退火温度下,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、单向拉伸与硬度测试及电化学测试分析,对其力学性能、组织结构、耐腐蚀性进行了研究.实验结果表明,随着退火温度的升高,8道次ECAP纯铝的强度和硬度降低,塑性逐渐提高;其在未退火及150、250、350 ℃退火后的硬度和抗拉强度分别为99.4HV,279.6 MPa、94HV,276.2 MPa、80HV,220.6 MPa、47HV,209.5 MPa;延伸率分别为4.89%、5.68%、9.81%、12.10%;晶粒尺寸由612 nm增加到1 314 nm,晶面取向发生变化.在质量分数为3.5% NaCl溶液中,对8道次ECAP纯铝在不同退火温度下分别进行了极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试,并观察了显微结构图,结果表明,ECAP 8道次挤压后,随着退火温度的增加纯铝的腐蚀电流密度由未退火时的5.756 μA/cm²略减少到150 ℃的5.732 μA/cm²,而后增加到300 ℃的6.846 μA/cm²,腐蚀形貌发生改变.退火温度为150 ℃时,纯铝表现出更好的耐腐蚀性能,这是由于退火温度增加会减少材料缺陷,但晶粒增大对耐腐蚀性的抑制高于材料微观结构改善对耐腐蚀性的促进.     

回归再时效中预时效温度对7050铝合金应力腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试、慢应变速率拉伸、透射电镜和扫描电镜等方法,研究了回归再时效热处理工艺中预时效温度对7050铝合金微观组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明:随着预时效温度升高,回归再时效后7050铝合金晶内析出相从以GP区为主转变为以η′相为主,晶界析出相逐渐粗化,晶界变得不连续分布,合金应力腐蚀敏感性降低;但晶界无沉淀析出带宽度增加,120℃时达到140nm,易导致应力集中和阳极溶解,合金抗应力腐蚀性能下降。预时效温度为80℃,即稍微欠时效时,7050铝合金抗应力腐蚀性能较好,在缓慢应变速率(10-6s-1)和3.5%NaCl溶液腐蚀介质下,合金抗拉强度为473.5MPa,伸长率为10.67%,应力腐蚀指数为0.05824。