海水干湿交替环境对铝合金牺牲阳极性能的影响

在海水干湿交替条件下研究了干湿比、环境湿度对铝合金牺牲阳极电化学性能的影响,分析了铝合金牺牲阳极的溶解形貌、腐蚀产物以及电流效率,讨论了造成铝阳极电化学性能差异的原因。结果表明:随着干湿比的增大,铝合金牺牲阳极开路电位和工作电位升高,阳极电流效率由96.4%降低至76.5%,铝合金牺牲阳极表面由均匀腐蚀转变为局部腐蚀;环境湿度的增加在一定程度上加剧了铝合金牺牲阳极的局部腐蚀,降低了其电化学性能。     

合金元素对铝基牺牲阳极性能的影响

通过合金化方法,在Al-Zn-In三元牺牲阳极中依次添加Mg、Ti、Ga、Mn、Sn等元素,炼制不同成分的铝合金牺牲阳极。采用电化学性能测试、极化曲线测量及扫描电子显微镜分析等手段分析了合金元素对铝合金牺牲阳极性能的影响。结果表明,随着添加元素种类的增加,牺牲阳极电化学性能提高。在Al-Zn-In三元阳极中加入Mg和Ti,阳极溶解形貌更加均匀;加入Ga与Sn后,阳极的开路电位与工作电位负移;加入Mn后阳极的电流效率提高。     

Al-Zn-In系牺牲阳极低温电化学性能研究

研究了三种Al-Zn-In牺牲阳极在低温下的电化学性能,其中Al-Zn-In-Cd牺牲阳极在低温时电流效率为84%左右,阳极溶解呈非均匀状,腐蚀产物不脱落,不适用于低温环境;Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极在低温时电流效率为90%左右,表面呈均匀状溶解,腐蚀产物脱落,具有较好的电化学性能.     

动态海水温度对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极性能的影响

采用恒电流法、电化学阻抗谱并结合表面形貌观察研究了动态海水中温度对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极电化学性能的影响,并与静态条件下测试结果进行比较。结果显示,随着海水温度降低,Al-Zn-In-Mg-Ti阳极试样的开路电位和工作电位负移,电化学容量增大,电流效率升高,溶解形貌更好;温度相同时,动态海水中Al-Zn-In-Mg-Ti阳极试样的开路电位、工作电位较静态条件下正移,电化学容量及电流效率下降,溶解形貌稍差。     

Al-Zn-In-Sn-Mg型铝合金阳极在油田介质中电化学腐蚀性能研究

本文通过腐蚀加速方法研究Al-Zn-In-Sn-Mg铝合金牺牲阳极在模拟油田介质环境下电化学性能的工作电位、电流效率,测试了不同温度下的极化曲线,并采用激光共聚焦显微镜表征了腐蚀形貌和深度分布特征。结果表明:Al-Zn-In-Sn-Mg铝合金在较低温度的油田介质条件下具有较高的电流效率约86%,而在较高温时电流效率近65%;30℃时铝合金阳极表面基本无局部腐蚀凹坑,产物脱落较均匀,而70℃时试样表面存在局部腐蚀凹坑;随介质温度升高,腐蚀电流密度有所增大。     

Bi含量对Al-Zn-Ga-Si-Bi合金电化学性能和腐蚀形貌影响

通过在Al-Zn-Ga-Si低电位牺牲阳极材料中添加Bi来改善阳极的性能，以不同Bi含量制备了5种牺牲阳极材料。通过电化学性能测试、极化曲线以及电化学阻抗谱测试来分析Bi对阳极电化学性能的影响；采用三维视频和宏观表征来分析Bi对阳极腐蚀形貌的影响。结果表明，添加适量Bi可以有效破坏铝合金阳极表面的氧化膜，提高阳极活化性能，并减少晶界腐蚀的作用，改善阳极的溶解形貌，但Bi含量过高时反而降低阳极的均匀活化性能，当Bi含量为0.05%(质量分数) 时阳极综合性能良好，可用作高强钢的阴极保护。     

锌合金牺牲阳极海水干湿交替条件下的电化学性能研究

对Zn-Al-Cd合金牺牲阳极在海水全浸和海水干湿交替条件下的电化学性能进行了对比研究,并对阳极表面腐蚀产物的形貌和阳极表面溶解状况进行了分析。随着干湿交替次数的增加,锌合金阳极的工作电位逐渐正移,发出电流的能力逐渐减弱,阳极活性逐渐降低,电流效率明显下降。在干湿交替条件下,锌合金阳极表面腐蚀产物更为致密,表面溶解状况不如全浸时的均匀。表面腐蚀产物层致密和局部腐蚀是造成干湿交替条件下锌合金牺牲阳极活性和电流效率降低的主要原因。     

铝合金牺牲阳极失效分析

通过化学成份分析、电化学性能测试及电化学阻抗谱对铝合金牺牲阳极不溶解原因进行分析,结果表明,Cu、Fe、Si含量过高导致牺牲阳极不溶解、电化学性能差.电化学阻抗谱研究表明牺牲阳极在加速试验过程中,经过初期活化后表面迅速钝化,阻止了进一步溶解.     

Fe含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Si牺牲阳极电化学性能的影响

采用电化学方法、电偶实验、EPMA和ICP-MS对不同Fe含量的Al-Zn-In-Mg-Ti-Si牺牲阳极在海水中的电化学性能进行了研究。结果表明,铝合金牺牲阳极随着Fe含量的增加,Fe的析出相随之增多。Fe主要富集在晶界处,少数呈点状在晶内弥散分布。Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti-0.12Si-0.1Fe合金的阳极表面溶解均匀,工作电位处于-1.047~-1.068V之间,电流效率达到93%以上,耦合电位较负且稳定,耦合电流较高,2 h时的Al和Zn溶解量为2.2×10-8和3.8×10-9g/L,48 h时的扫描电流峰值为36 mA,增加了溶解活性点,铝合金的溶解均匀性得到增强。而Fe含量超过0.1%后,会限制In的活化作用,活性溶解阻力逐渐增大,电流效率明显下降。Fe含量为0.1%的Al-Zn-In-Mg-Ti-Si合金具有较好的阳极性能。     

A1-Zn-In-Mg-Ga-Mn牺牲阳极腐蚀防护行为研究

采用电化学阻抗谱技术、失重法和扫描电镜分析技术(SEM)研究Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn牺牲阳极在自腐蚀与7A52铝合金偶接两种条件下的溶解行为和活化性能。结果表明:偶连接的Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn牺牲阳极有效地降低了7A52Al的腐蚀速率,牺牲阳极一直存在活性溶解,腐蚀均匀,腐蚀产物易脱落。自腐蚀的Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn牺牲阳极发生局部腐蚀,表面溶解不均匀;表面腐蚀产物和氧化膜以及活性溶解点的减少阻滞了牺牲阳极溶解反应。     

时效时间对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极电化学性能的影响

通过比较时效不同时间的Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.1Si阳极合金的析出相、开路电位、电流效率、腐蚀形貌及电化学阻抗谱等,研究了时效时间对该阳极微观组织和电化学性能的影响。结果表明:该合金中的主要析出相为Mg Zn2相,随时效时间的增加析出相迅速长大且密度逐渐降低。时效30 min试样的电化学性能最好,开路电位约-1.0793 V(SCE),电流效率为94.5%,试样表面腐蚀坑深度很浅、腐蚀形貌非常均匀。随着时效时间延长,合金的开路电位逐渐负移,但电流效率却逐渐降低且腐蚀形貌逐渐恶化。析出相对铝基牺牲阳极的电化学性能影响较大,长时间时效不利于改善铝合金阳极的综合电化学性能。     

均匀化方式对Al-Zn-Sn系合金电化学性能的影响

研究了不同均匀化冷却方式对Al-Zn-Sn-Ga-Bi牺牲阳极合金的影响。结果表明,热处理后合金的电流效率均在95%以上,工作电位负移且平稳;退火态阳极合金的电流效率稍高,但溶解形貌较差,淬火态试样工作电位更负,溶解形貌均匀,显示出更好的综合电化学性能。热处理过程中活化元素的存在状态发生改变,导致活化过程主导因素的不同,最终引起溶解形貌的差异。     

微量锑和锡对铝基牺牲阳极材料性能的影响

熔炼了添加合金元素Sb和Sn的5种Al-Zn-In系牺牲阳极材料,采用恒电流方法测试了其电化学性能,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析分别观察和分析了阳极材料的显微组织和组成.结果表明:Sb具有细化晶粒的作用,但晶界存在较多偏析相,电流效率偏低;与Sb相比较,Sn也具有细化晶粒的作用,电流效率有所提高,晶界偏析相较少,但阳极的表面腐蚀溶解不均匀;Sn和Sb的协同作用在于能有效地抑制Si的偏析,显著提高阳极的电流效率,使得阳极表面具有良好的腐蚀溶解性.     

铁元素含量对Al-Zn-In-Cd牺牲阳极性能的影响

改变Al-Zn-In-Cd合金牺牲阳极杂质铁的含量,在20℃天然海水中研究其电化学性能。采用4d加速试验法测定了开路电位、闭路电位和电化学容量及电流效率,并采用循环伏安法研究了牺牲阳极的极化性能。结果表明,铁含量的变化对Al-Zn-In-Cd牺牲阳极开路电位以及闭路电位影响较小,而对牺牲阳极电流效率的影响较为显著。随着铁元素含量的增加,电流效率呈现下降趋势,但是在0.15%范围内仍可达到国标的要求,电流效率大于85%,且溶解形貌良好。循环伏安曲线表明,Al-Zn-In-Cd牺牲阳极极化性能良好。     

Al-Zn-In-Si牺牲阳极材料的电化学性能

通过正交试验筛选确定了Al-Zn-In-Si牺牲阳极材料的最佳配比为Zn 5.5%,In 0.020%,Si 0.11%,Fe 0.12%。并对其电化学性能进行研究。结果表明,Al-5.5Zn-0.02In-0.11Si牺牲阳极材料的电化学性能指标包括开路电位、工作电位、实际电化学容量、电流效率、表面溶解形貌等,均达到或超过国家标准。     

淡水用Al-Sn-Bi-Mn合金牺牲阳极性能

采用扫描电子显微镜、能谱分析、金相显微镜及电化学性能测试等方法研究了Sn含量及热处理对Al-Sn-Bi-Mn合金组织及电化学性能的影响。结果表明,含1.0%Sn的Al-Sn-Bi-Mn铝合金牺牲阳极在淡水中具有良好的电化学性能,电流效率为45.2%,经580℃10 h固溶、150℃6 h时效热处理后,电流效率达到51.3%,且腐蚀均匀,产物易脱落。     

铝合金活性阳极成分优化与实海实验研究

通过添加合金元素(Ga,Sn,Mg,In)自行设计并研制活性溶解、更负电位以及更高电流密度的铝合金活化牺牲阳极。通过正交试验设计和实验室4 d加速实验获得最佳成分,采用极化曲线法和电化学阻抗法研究阳极随时间的活化溶解特征;最后在实海中测试不同阴阳极面积比时该活性阳极的极化电位、发出电流和电流效率。获得了可以在保护初期,发出较高的电流密度,后期维持较低的电流密度且电位更负的活性牺牲阳极。     

Zn含量对Al-Zn-In-Mg牺牲阳极电化学性能的影响

设计并制备了不同Zn含量的Al-Zn-0.03In-1.30Mg牺牲阳极材料,采用恒电流、动电位极化和电化学阻抗谱方法研究了Zn含量对Al-Zn-0.03In-1.30Mg阳极电化学性能的影响,采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析Zn含量对阳极的显微组织与腐蚀形貌的影响。结果表明：随着Zn含量的升高,Al-Zn-0.03In-1.30Mg阳极晶粒更细化且金相组织更均匀,自腐蚀电位显著负移;添加0.60%～10.00%(质量分数)的Zn可以有效破坏阳极表面的钝化膜从而改善阳极的溶解形貌,但Zn含量大于5.00%时,阳极会产生枝晶,增加局部腐蚀倾向使阳极溶解不均匀、电化学性能降低,0.60%～2.00%Zn含量阳极均具有较高的电化学性能,阳极的表面溶解均匀,电容量在2570 A·h·kg^-1以上,工作电位≤-1.05 V (vs SCE);其中0.60%Zn含量阳极能够显著降低牺牲阳极材料中Zn对海洋环境的重金属污染,可作为环保型牺牲阳极材料使用。     

铝合金牺牲阳极金相组织与电化学性能关系研究

用恒电流方法测定了3种Al-Zn-In系合金阳极的电化学性能,用金相显微镜和扫描电镜技术(SEM),分析了3种阳极材料的金相组织.结果表明:阳极晶粒越小,电流效率越高;阳极第二相数量越少,电流效率越高,但溶解不均匀;阳极的电流效率和溶解均匀性与第二相的优先溶解—脱落有关     

合金元素Ga对Al-Zn-Bi系阳极材料腐蚀机理的影响

采用恒电流法测定了添加Ga元素前后的Al-Zn-Bi系合金在人造海水中的开路电位、工作电位和电流效率,观察了该试验过程后合金的表面腐蚀形貌;利用极化曲线和电化学阻抗谱研究了该阳极合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀过程的演变规律。结果表明：Ga能使Al-Zn-Bi系合金开路电位负移,工作电位稳定,电流效率升高,腐蚀形貌更加均匀;Ga可均匀固溶于铝合金中,并与回沉积的阳离子形成Ga基汞齐,使得阳极合金的活化控制步骤由第二相粒子优先溶解-脱落机理转变为金属阳离子的溶解-再沉积机理,促进阳极合金的均匀溶解,从而提高其综合电化学性能;等效电路RL（Cs（CpRp）（Q1Rd1）（LRa））和RL（Cs（CpRp）（Q1Rd1）（LRa）（Q2Rd2））能较好地表征两种合金的腐蚀行为和活化机理。