Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极在极地低温环境中的电化学性能

基于前期牺牲阳极材料研究成果，对极地低温环境专用Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极开展模拟服役环境下的电化学性能测试，通过完整周期的“雪龙号”极地航行试验考察极端环境因素对牺牲阳极电化学性能的影响，采用高倍率扫描电镜等手段观测材料腐蚀产物特征和表面微观形貌。结果表明：在极端环境因素影响下，阳极材料的活化和溶解行为发生变化，海水环境中较高的溶解氧含量和盐度削弱了低温条件对离子运动的影响，阳极材料自腐蚀程度下降，阴极去极化反应得到遏制，阳极表面活化溶解速率和活性金属沉积速率得到提升，表面钝化膜的更新动态平衡得到有效维持，牺牲阳极在极地海洋环境中表现出良好的阴极保护性能。     

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。     

Ga和Bi对Al-Zn-Sn牺牲阳极电化学性能的影响(英文)

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)和电化学性能测试等方法,研究了Ga和Bi对Al-7Zn-0.1Sn(质量分数,%)牺牲阳极微观组织和电化学性能的影响。Al-Zn-Sn合金加入Ga和Bi元素后,合金组织由粗大枝晶转变为等轴晶,仅剩下少量枝晶。Al-7Zn-0.1Sn-0.015Ga-0.1Bi合金具有高的电流效率(97%)和均匀的腐蚀形貌,表明添加适量的Ga和Bi元素能有效改善Al-Zn-Sn合金的组织和电化学性能。     

杂质元素对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极电化学性能的影响

采用Al-Zn-In-Mg-Ti合金作为阳极材料,杂质元素分别为Fe、Si和Cu,通过控制变量法,对牺牲阳极进行电化学性能测试。讨论了杂质元素对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极电化学性能和表面溶解状态的影响。评价了不同杂质元素对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极腐蚀防护性能的影响。结果表明:当Fe元素含量控制在0.1%左右,Si元素含量控制在0.1%左右,Cu元素含量控制在0%的情况下,Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极腐蚀防护性能最佳。     

海洋平台用Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极的电化学性能研究

通过对Al-Zn-In、Al-Zn-In-Cd和Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极进行电化学性能测试,比较了不同添加元素对电化学性能和表面溶解状态的影响,评价了Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极在腐蚀防护方面的优势,为海洋工程中合理选用牺牲阳极提供参考。     

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。     

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.     

合金元素对Al-Zn-In系牺牲阳极溶解行为的影响

通过电化学阻抗、扫描电子显微镜和能谱分析研究了三种不同元素含量的Al-Zn-In牺牲阳极在0.5mol/L NaCl溶液中的溶解行为和溶解形貌,对比不同合金元素含量牺牲阳极的电化学溶解特征表明,随着铁含量的增加,铝阳极的局部腐蚀敏感性增加,适当提高Zn的含量能有效改善铁含量增加引起的局部腐蚀,但阳极的自腐蚀速度增加.     

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。     

深海低温高压条件下铝合金牺牲阳极电化学性能研究

牺牲阳极的阴极保护法是海洋环境下控制钢结构腐蚀有效的方法,电流效率与电位稳定性是鉴别牺牲阳极电化学性能优劣的重要指标。本文使用了电流效率测试和表面形貌观察等方法,测试分析了三种不同成分铝合金牺牲阳极在低温高压海水环境中的电化学性能,结果表明:三种成分的铝合金牺牲阳极都具有较高的电流效率,其中成分3的铝合金牺牲阳极表面溶解最均匀,呈现均匀溶解形貌,未见明显蚀坑和晶间腐蚀现象。     

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.     

Effects of precipitates on the electrochemical performance of Al sacrificial anode

The influence of precipitates on the electrochemical performance of Al–Zn–In–Mg–Ti–Si sacrificial anode was investigated by the TEM observation and electrochemical measurements. The results indicate that the shape and size of precipitates in the alloys has great impact on the electrochemical performance. The anodes with rod-like precipitates are easily corroded along grain boundaries, resulting in the low current efficiency caused by serious grain loss. In comparison, the anodes with spherical or discal precipitates have high current efficiency and even corrosion morphology. The precipitates with a size of about 400 nm are conducive to improve the electrochemical performance of anodes.     

Influence of Sn,Cd, and Si addition on the electrochemical performance of Al–Zn–In sacrificial anodes

Overcoming the reduction of current efficiency and stacking of corrosion products on the surface of Al–Zn–In sacrificial anodes after long-term use is of great significance for Al–Zn–In alloy as an anode material for cathodic protection of steel structures in seawater. In this study, four different sacrificial anode materials were prepared based on the Al-6Zn-0.03In (wt%) alloy without and with the addition of alloying elements of Sn, Cd, and Si, respectively. The influence of the addition of Sn, Cd, and Si on the microstructure and electrochemical performance of the Al–Zn–In anode was investigated by optical microscopy and electrochemical measurements. The results show that the introduction of Sn, Cd, and Si changes the microdendrite structure of Al–Zn–In to equiaxed grain. The added Sn, Cd, and Si alloys have more negative and stable working potential and uniformly dissolved morphology. The actual capacity and current efficiency of aluminum alloys increase from 2,000.6 Ah/kg and 70.7% of Al–Zn–In alloy to 2,539.4 Ah/kg and 88.6% of Al–Zn–In–Sn, 2,437.3 Ah/kg and 85.5% of Al–Zn–In–Cd and 2,500.4 Ah/kg and 88.8% of Al–Zn–In–Si alloys, respectively.     

南海1 200 m深海环境Al-Zn-In合金阳极电化学性能研究

目的 研究对比了3种不同配方Al-Zn-In合金阳极在南海环境条件下的腐蚀形貌及电化学容量、电化学效率等性能参数,为深海工程装备的阴极防护设计提供可靠的参考依据。方法 通过在我国南海1200m深海试验架上搭载阳极阴极保护测试装置及数据采集、存储系统,采用自放电测试（Free Running Test,FRT）试验方法研究了阳极在110 d长周期条件下的电化学性能,采用超景深三维显微镜对其表面腐蚀形貌进行了观测。结果 1#—3#阳极下水后工作电位均快速活化,整个试验阶段,平均工作电位分别为-1.029、-1.033、-1.098 V(Ag/AgCl/海水);电化学效率分别为81.62%、78.02%、87.90%。仅自主设计的3#配方阳极的开路电位和电化学效率达到了UNE-EN 12496-2013阴极保护设计标准的要求。结论 与模拟深海环境下的恒电流测试（Galvanostatic Test,GST）短期试验（4 d）结果相比,同一配方阳极在深海110 d长周期FRT测试条件下的电化学效率分别降低15.13%,18.87%和8.14%。长周期FRT试验更接近实际阳极服役状态,可为深海阴...     

铁基牺牲阳极对17-4PH不锈钢的阴极保护

采用两种铁基牺牲阳极材料 (20CrMo和40CrMo) 对17-4PH不锈钢进行阴极保护,通过恒电流实验和自放电实验评估这两种牺牲阳极的保护效果,并用扫描电镜 (SEM) 和能谱 (EDS) 分析17-4PH阴极实验后的表面形态和元素成分。结果表明：两种牺牲阳极对17-4PH不锈钢均有500 mV左右的驱动电位。20CrMo牺牲阳极具有比40CrMo更负的工作电位、更大的电流效率,20CrMo牺牲阳极表面均匀腐蚀。经过20CrMo阳极保护的17-4PH阴极表面形成的氧化产物含量更少。20CrMo对17-4PH不锈钢的保护效果更好。     

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。     

海水温度对Al-Zn-Ga-Si低电位牺牲阳极性能的影响

采用恒电流实验评价了Al-Zn-Ga-Si牺牲阳极在不同温度海水中的电化学性能,并利用电化学阻抗谱研究了其电化学行为,探讨了温度对阳极活化溶解的影响机制。结果表明：随着海水温度的降低,阳极的开路电位和工作电位均呈正移趋势,但工作电位在-0.770~-0.850 V之间。在低温下阳极的溶解性能变差,呈不同程度的局部腐蚀溶解,原因是温度降低影响了阳极表面活化溶解点产生的活化金属离子的扩散。     

铝基牺牲阳极研究进展

考察了铝合金牺牲阳极的研究和发展过程;综述了合金元素和微观结构对其电化学性能的影响及溶解活化机制等方面的最新研究成果,归纳了存在的问题,提出了今后的发展趋势.     

低驱动电位Al-Ga合金牺牲阳极及其活化机制

采用恒电流试验评价了不同Ga含量的Al-Ga二元合金牺牲阳极的电化学性能,并通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析、回沉积等实验探讨了阳极的活化溶解机制。结果表明,采用高纯铝锭炼制的Al-0.07%Ga 二元合金工作电位在-0.820 V~-0.876 V（vs.Ag/AgCl海水）之间,而用工业铝锭Al99.85炼制的Al-0.1%Ga二元合金阳极工作电位在 -0.802 V~-0.818 V之间,基本满足低驱动电位牺牲阳极的要求,但局部腐蚀溶解均较严重,溶解性能有待改善;Al-Ga合金腐蚀产物中的 Ga含量随基体中Ga含量的增加而增加,但远小于基体中的Ga含量;溶解后阳极表面的Ga含量大于基体中Ga含量,原因是溶解在溶液中的 Ga³⁺回沉积到阳极表面,使得阳极表面Ga含量增加;Al-Ga阳极的活化符合溶解-再沉积机理。     

Performance of New Pb-Bi Alloys for Pb-Acid Battery Applications: EIS and Polarization Study

The present investigation is focused on the evaluation of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization results, associated with resulting microstructural features of two distinct as-cast Pb-Bi alloys (i.e., 1 and 2.5 wt.% Bi). EIS, potentiodynamic polarization curves, and equivalent circuits are used to analyze the corrosion behavior. The electrochemical parameters show that the corrosion resistance increases when the matrix microstructure is characterized by coarser cells when compared with finer ones. However, when a coarse cellular array is associated with increase in Bi content caused by macrosegregation during casting, the corrosion resistance decreases significantly. Bismuth modifies the anode/cathode area ratio increasing drastically the corrosion action.