AZ31作为镁电池负极材料的电化学性能

针对镁合金作为镁电池负极材料存在着自腐蚀速率大、负极利用率低、电压滞后等问题,采用恒温浸泡、极化曲线、恒电流放电等手段对AZ31（挤压态）镁合金和纯镁（铸态）进行了试验研究和分析。研究了AZ31和纯镁在浓度为1.0 mol/L,1.5 mol/L,2.0 mol/L的MgSO₄,Mg（ClO₄）₂,MgCl₂和Mg（NO₃）₂溶液中的腐蚀行为和电化学性能,具体分析了AZ31在不同电解液中的电化学行为。结果表明,AZ31在MgCl₂溶液中的自腐蚀速率较高且生成较厚的腐蚀产物膜,严重降低了电极的利用率,在MgSO₄溶液中则常常发生点蚀,不适宜用作镁电池负极材料,而在Mg（ClO₄）₂和Mg（NO₃）₂溶液中具有相对较好的耐蚀性能和放电效率。     

镁合金在Mg(ClO_4)_2溶液中腐蚀性能和放电性能研究

通过极化曲线,电化学阻抗谱,恒流放电曲线等方法研究了AZ31镁合金在1.16,1.74,2.30,2.90和3.50mol/L的Mg(ClO4)2溶液中的腐蚀行为和电化学性能以及放电行为。结果表明,AZ31镁合金在2.90mol/LMg(ClO4)2溶液中腐蚀电流密度最大,传递电阻最小,放电容量最大。AZ31镁合金在Mg(ClO4)2溶液放电过程中会生成致密腐蚀产物,阻塞放电。并对镁一次电池的发展方向进行了展望。     

AZ镁合金在高氯酸镁溶液中的电化学行为

用失重、线性电位扫描、交流阻抗、恒流放电等多种方法研究了AZ镁合金在1.0 mol/L Mg(ClO4)2溶液中的电化学行为,考察了它们作为镁电池负极材料的性能。浸泡与伏安实验结果表明,AZ21的自腐蚀比AZ31和AZ61严重;AZ21和AZ31的电化学活性优于AZ61,表现为阳极极化小,开路电位负。交流阻抗结果表明AZ21、AZ31、AZ61的Rct值逐渐增加。恒电流放电发现,AZ31的放电电位负且稳定;电流效率为82%,高于AZ21和AZ61;滞后时间2 s,小于AZ21和AZ61。可望用于Mg电池。     

AZ31镁合金在MgSO4溶液中的电化学行为

用线性电位扫描、Tafel极化曲线、恒流放电、交流阻抗、失重法等方法研究AZ31镁合金在MgSO4溶液中的电化学行为，考察其作为电池负极材料的性能，并研究十二烷基苯磺酸钠对AZ31镁合金的缓蚀性能。结果表明：负差效应的存在极大降低AZ31镁合金的电流效率；未经放电时，合金自放电电流密度小，但放电后，自放电增强，存储能力降低。十二烷基苯磺酸钠能对AZ31合金起到缓蚀作用，提高放电电流效率，但会使续放电时出现电位滞后的现象。     

Mg与In合金化对Al-Ga-Mn阳极合金组织和性能影响

基于Al-Ga-Mn合金,单独添加Mg及复合添加Mg、In元素制备了Al-Ga-Mn-Mg、Al-Ga-Mn-Mg-In合金。分别测定该3种铝阳极合金在40℃,4 mol·L~(-1)的Na OH溶液中的开路电位、交流阻抗谱、极化曲线、恒电流放电曲线和析氢速率,并观察合金的微观组织及静态腐蚀后的表面形貌。结果表明,在Al-Ga-Mn合金中单独添加Mg元素,显著提高合金的电化学性能,但析氢速率变化不大。而当Mg、In元素复合添加时,不仅提高合金电化学性能,也显著降低合金的析氢速率。Al-Ga-Mn-Mg-In合金的综合性能表现较好,其开路电位和放电电位分别为-1.797 V、-1.485 V,而析氢速率仅为0.186 m L·cm~(-2)·min~(-1)。     

温度对La-Mg-Ni-Co-Mn贮氢电极合金电化学性能的影响

系统研究了温度对La07Mg03Ni2875Co0.525Mn0.1贮氢合金电化学性能尤其是电化学动力学性能的影响.结果表明:La07Mg03Ni2 875Co0525Mn0,合金由(La,Mg)Ni3相和LaNi5相构成.合金的最大放电容量随着温度升高从-20℃时的277.5 mAh/g增加到30℃时的406.2 mAh/g.随着温度升高,合金放电平台电位逐渐变负,放电过电位逐渐减小,合金电极的极化减弱.高倍率性能、交换电流密度、氢的扩散系数研究表明合金的电化学动力学性能随着温度升高不断提高.该合金的氢扩散活化能为17.6 KJ/mol.     

镁含量对Al-Ga-Mn阳极合金组织和电化学性能的影响

制备了5种不同Mg含量的Al-Ga-Mn-Mg阳极合金,通过扫描电镜观察了合金的显微组织和腐蚀形貌,并测试了合金在40℃、4 mol·L-1Na OH溶液中的开路电位、交流阻抗谱、极化曲线及恒电流放电曲线,从而研究了Mg含量对Al-Ga-Mn合金组织和电化学性能的影响。结果表明:在Al-Ga-Mn合金中加入Mg元素之后,组织中析出相数量明显增多且均匀分布;另外,Mg元素显著改善了合金的电化学性能,降低其析氢速率。当Mg含量为1.5%时,合金表现出较优的综合性能,具有均匀的腐蚀形貌和较负开路电位、工作电位。     

NaPO_3与SDBS缓蚀剂对AZ31镁合金空气电池在NaCl电解液中放电性能的影响

研究了以铸态AZ31镁合金为阳极材料的镁空气电池在加入了0.5 g/L NaPO_3、0.5 g/L十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、0.5 g/L NaPO_3+0.5 g/L SDBS作为缓蚀剂的3.5%(质量分数) NaCl电解液中的放电性能,测试了AZ31镁合金在不同缓蚀剂溶液中的自腐蚀速率、动电位极化曲线、EIS谱,并使用SEM观察了阳极材料在不同缓蚀剂溶液中的放电形貌。结果表明,加入缓蚀剂可以较好地抑制析氢腐蚀,提高阳极利用率,弱化阳极极化,提高放电电压。其中在NaPO_3+SDBS缓蚀剂溶液中,镁空气电池阳极腐蚀最弱,缓蚀效率可以达到85%,阳极利用率达到43.2%。     

多孔Ni-Cu-Ti-La2O3复合电极的制备及其析氢性能

采用粉末冶金方法烧结制备了多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃复合电极,讨论不同La₂O₃的掺杂量对电极析氢性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对电极的微观结构和物相组成进行表征。结果表明：Ni-Cu-Ti合金体系中La₂O₃的掺杂可有效提高电极材料的电荷传输速率,多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃复合电极在6 mol/L KOH溶液中表现出良好的析氢催化活性,其整体析氢催化活性明显优于多孔Ni-Cu-Ti、Ni-Cu-W、Ni-Cu-Co、Ni-Cu-Zr和Ni-Cu电极;当烧结温度为1000℃时,成分为Ni-CuTi-9La的多孔复合电极具有最佳的析氢催化性能,其Tafel斜率为63.18 mV/dec,电流密度在10 mA/cm²时过电位为1077 mV(vs Hg/HgO),多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃     

Al2O3/有机硅/SiO2杂化涂层电化学阻抗谱研究

以正硅酸乙酯 (TEOS)、甲基三乙氧基硅烷 (MTES)、二苯基二甲氧基硅烷 (DDS) 和仲丁醇铝 (ASB) 为主要原料,采用溶胶-凝胶法得到Al₂O₃/有机硅/SiO₂杂化溶胶,经100 ℃下固化12 h后得到Al₂O₃/有机硅/SiO₂杂化涂层。红外光谱研究表明,杂化涂层中形成了Al—O—Si键。采用电化学阻抗 (EIS) 研究杂化涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为,根据阻抗谱特征建立了等效电路图,结合等效电路图和拟合结果分析了杂化涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的耐蚀性。结果表明,其在3.5%NaCl溶液中具有良好的耐蚀性。     

添加双氧水对高强度低合金钢在海水中腐蚀影响的研究

通过动电位极化、激光Raman光谱、XRD和旋转环盘电极实验研究了高强度低合金钢在天然海水和含有0.01 mol/L H₂O₂的海水中的腐蚀规律,探讨了高强度低合金钢在加速体系与天然海水中的腐蚀机理。结果表明,添加H₂O₂使高强度低合金钢的自腐蚀电位正移、析氢电位负移、极限扩散电流密度增大,但锈层的相组成与天然海水中锈层组成相同。在2种体系中,钢的氧还原过程均为二电子反应控制过程。H₂O₂的添加明显加快了高强度低合金钢的腐蚀速率,但是不改变材料腐蚀机理。     

Selected corrosion behaviors of a Cu0.5NiAlCoCrFeSi bulk glassy alloy in 288 °C high-purity water

Selected corrosion behaviors of a Cu_0.5NiAlCoCrFeSi bulk glassy alloy like electrochemical corrosion potential (ECP), potentiodynamic polarization, and weight loss were investigated in 288 °C high-purity water. The change of ECP with dissolved oxygen showed a sigmoid curve. The Cu_0.5NiAlCoCrFeSi alloy exhibited a wide passive region and the passive current density was 2 × 10⁻⁴ A/cm² in deaerated 288 °C water containing 0.01 N sodium sulfate. A low weight loss of 4.5 μg/mm² was found for the Cu_0.5NiAlCoCrFeSi alloy after immersion in deaerated 288 °C water for 12 weeks.     

变电站接地网的防腐方法研究

利用埋片失重法及电化学法测定接地网试片的腐蚀速率,对比分析了缓蚀剂、牺牲阳极阴极保护法及缓蚀剂-牺牲阳极阴极保护联合保护3种方法的优缺点。结果表明：分别采用1%钼酸钠、2%六偏磷酸钠和4%硅酸钠作为缓蚀剂,Q235钢接地网在土壤中的缓蚀效果均较好,接地网试片的腐蚀速率均减小至0.1200 mm/a,保护度能达到约70%;采用六偏磷酸钠+钼酸钠的复配缓蚀剂,Q235钢的腐蚀速率从0.4667 mm/a减小至0.0873 mm/a,保护度达到81.3%;采用镁牺牲阳极阴极保护技术,Q235钢的腐蚀速率从0.2671 mm/a 减小至0.0639 mm/a,保护度为76.1%;采用复配缓蚀剂-牺牲阳极法联合保护,Q235钢的腐蚀速率从0.3342 mm/a减小至0.0260 mm/a,保护度可达92.2%。     

NaHCO3溶液中X100和X80管线钢钝化膜性能比较

采用动电位极化曲线分析了X100和X80钢在0.5 mol/L NaHCO₃溶液中的极化行为,通过电流密度-时间曲线以及Mott-Schottky曲线研究了两种钝化膜的生长机制和钝化膜的半导体性质,借助电容测量和点缺陷模型计算了两种钝化膜内的缺陷密度和缺陷扩散系数。结果表明：两种管线钢在该介质中都存在一个很宽的钝化区间,钝化膜的生长均受电迁移和溶解-沉积混合机制控制,钝化膜均为n型半导体。但与X80钢相比,X100钢具有更低的自腐蚀电流密度和维钝电流密度,及更高的击穿电位。X100钢表面钝化膜也更为致密、均匀、稳定,钝化膜的施主密度更低,缺陷扩散系数约是X80钢的1/3。因此,X100钢比X80钢生成的钝化膜表现出更好的抗均匀腐蚀性能和抗点蚀性能。     

镍基合金718在H2S/CO2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究了镍基合金718在模拟苛刻油田环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,在模拟高温高压H₂S/CO₂腐蚀环境中,718合金腐蚀轻微,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。电化学测试结果表明,在模拟CO₂腐蚀环境中,718合金的阳极极化曲线存在明显的钝化区,而在模拟H₂S/CO₂腐蚀条件下的阳极极化曲线呈现多次活化-钝化转变现象,表明腐蚀产物膜的稳定性降低;EIS表明阻抗谱均有明显的容抗弧特征,不含H₂S时材料显示单一的容抗弧,加入H₂S时低频显示扩散阻抗控制,饱和CO₂溶液中718合金具有相对较大的极化电阻。     

飞机起落架AMS4340M钢在3.5％NaCl溶液中腐蚀电化学行为研究

采用EIS、动电位极化曲线、浸泡腐蚀实验等测试方法研究了飞机起落架AMS4340M钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。AMS4340M钢的显微组织为回火马氏体、残余奥氏体、碳化物。浸泡过程中合金的腐蚀方式主要为均匀腐蚀。XRD测试结果显示,合金表面的腐蚀产物较少,Fe₂O₃、Fe₃O₄的衍射峰较弱。电化学结果表明,在3.5%NaCl溶液中,合金钢表现为阳极活性溶解,极化曲线表现出了明显的钝化特征,随着浸泡时间的延长,AMS4340M钢的自腐蚀电位 (E_corr) 逐渐增大,最大约为-225 mV,腐蚀电流密度逐渐减小 (I_corr),最小为0.004 μA·cm^-2,合金的耐蚀性增大,腐蚀速率逐渐减小。AMS4340M钢的阻抗谱在低频区域和高频区域均由一个容抗弧组成,其中,浸泡240 h状态下试样的容抗弧半径最大,总阻抗最大。     

16MnR低合金钢在KOH溶液中的腐蚀行为

研究了16MnR低合金钢在不同浓度KOH溶液中的腐蚀行为和腐蚀速率,并利用电化学测试对16MnR钢腐蚀过程中的电化学行为特征进行了研究。结果表明：随着KOH浓度的增大,16MnR钢的自腐蚀电位和极化电阻变低,自腐蚀电流密度变大,维钝电流密度也有所增加,腐蚀速率变大;电化学阻抗谱分析所得结论与线性极化和动电位极化的结果相一致。扫描电镜观察表明：在浸泡腐蚀实验中,16MnR钢表面的腐蚀程度随KOH浓度的增大而越来越严重,能谱分析表明该腐蚀产物主要为Fe₂O₃。     

Effect of Al additions in WC-(Cr1−xAlx)N coatings on the corrosion resistance of coated AISI D2 steel in a deaerated 3.5 wt.% NaCl solution

Multilayered WC-(Cr_1−xAl_x)N coatings were deposited on AISI D2 steel using cathodic arc ion plating (CAIP) process. Five kinds of WC-(Cr_1−xAl_x)N coatings were prepared: WC-Cr_0.6Al_0.4N, WC-Cr_0.57Al_0.43N, WC-Cr_0.53Al_0.47N, WC-Cr_0.48Al_0.52N and WC-Cr_0.45Al_0.55N. The Al concentration could be controlled by using evaporation source for Al targets and fixing the evaporation rate of the other metals (WC alloy and Cr). In this study, the corrosion behavior in deaerated 3.5 wt.% NaCl solution was investigated by electrochemical corrosion tests (potentiodynamic polarization test, galvanic corrosion test, electrochemical impedance spectroscopy (EIS)) and surface analyses (glow discharge optical emission spectroscopy, X-ray diffractometry, scratch adhesion test, scanning electron microscopy, electron probe micro-analyzer).

The results of potentiodynamic polarization test showed that the WC-Cr_0.48Al_0.52N coating with lower porosity exhibited the lower corrosion current density. The galvanic corrosion current between the coating and the substrate showed low values. In EIS measurements, the charge transfer resistance (R_ct) value of WC-Cr_0.48Al_0.52N coating only increased with the immersion time, when compared to the other coatings. It can be due to the corrosion products plugging the pores and increasing the pathway resistance.