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。     

再结晶退火对电池用Al阳极材料的电化学性能影响

以Al-Zn-Sn-Ga-Bi铸态、退火态、轧制态和再结晶态阳极合金为对象,研究再结晶退火对合金电化学性能的影响.通过测试不同状态下的阳极材料存4 mol/L NaOH溶液中的电化学性能,初步探讨冷变形和再结晶过程对铝阳极自腐蚀速率、析氢速率、开路电位的影响,结果发现:80%变形量的再结晶退火能够较大幅度地提高合金的电化学性能.借助金相分析技术和极化曲线分析了铝阳极材料的微观组织结构及其对铝阳极腐蚀溶解机理的影响.     

室温轧制及固溶处理对Al-Ga-Mg-Mn-Bi阳极合金电化学性能的影响

对Al-Ga-Mg-Mn-Bi阳极合金固溶处理和常温轧制变形,测量不同处理状态下的电化学阻抗谱、极化曲线、自腐蚀速率等,研究固溶和轧制处理对该合金的组织及电化学性能的影响。结果表明:与铸态试样相比,固溶处理减少了铝阳极组织中第二相的数量,较大程度地降低铝阳极的自腐蚀和析氢速率,改善了合金的腐蚀形貌,使恒流放电的电位负移;轧制处理使恒流放电的电位负移,能够明显改善铝阳极的腐蚀形貌。     

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。     

冷变形对铝空气电池用阳极电化学性能的影响

通过测量不同变形量的Al-Ga-Sn-Bi阳极合金在4 mol/L KOH溶液中自腐蚀速率、析氢速率、放电曲线等,研究了冷变形对铝空气电池用铝阳极电化学性能的影响。结果表明:与铸态合金相比,冷轧变形可以提高铝阳极合金的电化学性能。变形量80%的合金具有较低的自腐蚀速率和析氢速率及较长而稳定的放电特性。对铸态合金进行80%的冷变形能够较大幅度地提高合金的电化学性能。     

Al-In-Mg系铝合金阳极在NaOH溶液中的电化学行为

以Al-In-Mg合金为基础，选择添加Pb、Mn、sn制备了4类铝合金阳极材料。通过自腐蚀、开路电位、阳极极化方式研究了该系列合金阳极在c(NaOH)=4mol／L溶液中的电化学腐蚀行为，初步分析了合金成分、介质温度及溶液缓蚀剂对合金阳极性能的影响。结果发现：制备的3#(Al-In-Mg-Sn)合金、4#(Al-In-Mg-Sn-Pb)合金阳极在c(NaOH)=4mol／L c(Na2SnO3)=0．04mol／L溶液中表现出更好的电化学性能，具有比纯铝(99．95％)更负的开路电位，更小的自腐蚀速率和更低的阳极极化。     

电解液温度对铝阳极合金电化学性能的影响

铝基阳极合金是一种有发展前途的电池用阳极材料,采用开路电位、极化曲线、电化学阻抗谱和恒电流放电曲线等测试方法,研究了电解液温度对铝阳极合金在4mol·L-1 NaOH溶液中电化学性能的影响。结果表明,随着电解液温度的升高,铝阳极合金的活化性能增强,其开路电位和工作电位明显负移,但合金的自腐蚀析氢速率增大。当温度为40℃时,合金表现出较好的综合性能和均匀的腐蚀形貌。     

Al-Ga-Mg合金组织与阳极性能研究

在25℃、4 mol/LKOH溶液中,测定了固溶及未固溶的Al-0.05Ga-1Mg和Al-0.1Ga-1Mg合金的开路电位、工作电位、自腐蚀速率及阳极效率,电子探针（EPMA）分析了铝阳极的基体及偏析相.结果表明,随着Ga含量的增加,开路电位变负;铝合金的偏析相中主要含Fe、Si两种元素;Mg元素能较显著降低Al-Ga合金的自腐蚀;固溶处理增多了铝合金阳极的阴极相,阴极相的增加及脱落,增大了自腐蚀,使阳极效率降低.     

铝合金的腐蚀

1.铝有良好的耐腐蚀性是由于在它的表面上形成铝氧化物的保护层。某些合金元素不能影响铝的腐蚀性能。然而,大多数合金元素由于引起腐蚀电流和破坏氧化物薄膜,从而降低了铝的耐腐蚀性能。 2.金属腐蚀浸蚀的主要原因是: (a)金属本身的腐蚀电流。 (b)腐蚀环境。 (c)浸蚀(机械作用)。 3.合金元素对铝的耐腐蚀性能的影响是不同的,形成固溶体的铝合金通常比形成化合物的更耐腐蚀。铝和锰或铝和镁(小于3％)的固溶体有良好的耐蚀性。铝—镁—硅合金是可热处理铝合金中最耐腐蚀的。铜和锌相当大地降低铝的耐腐蚀性能,所以,含有大量这些元素的可热处理铝合金,比纯铝的耐腐蚀性能低。 4.均匀浸蚀、点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀裂纹是铝合金中出现的最重要的普通腐蚀类型。均匀浸蚀和点腐蚀可以在铝表面上任何地方出现,但是晶间腐蚀只发生在晶粒边界或晶界上。对晶间腐蚀敏感的铝合金施加应力,会引起应力腐蚀裂纹。 5.铝—铜、铝—镁(大于3％镁)和铝—锌—镁合金,在一定条件下对晶间和应力腐蚀是敏感的。 6.铝合金的防腐蚀方法有: (a)包铝。以高强合金作芯板,用对它呈阳极性的铝合金包复。这样,包铝层将会首先腐蚀。 (b)表面处理。阳极化、电镀,涂层,化学转换涂层或涂搪瓷。 7.铝耐很多弱酸,但却能被强碱和强酸溶液侵蚀。但例外的是,铝能耐浓度82％以上,温度大约为49℃的硝酸。     

均匀化处理对高镁铝合金牺牲阳极性能的影响

采用浸泡法、动电位线性极化、恒电流极化等方法测定了均匀化处理对高镁铝阳极在w(NaCl)=3.5%的溶液中电化学性能的影响。结果表明:均匀化处理对铝阳极开路电位影响不大,但可以缩短阳极达到稳定工作电位的时间,同时减小铝阳极的极化,使合金铝阳极的稳定电极电位变得更负;均匀化处理还可以改善铝阳极的腐蚀均匀性,降低自腐蚀速率,提高阳极的利用率。     

强碱性介质铝阳极析氢影响因素研究

结合恒电流集气试验和表面分析手段研究了强碱性介质中影响铝阳极析氢作用的因素,分析了铝阳极的合金化、电解液浓度、工作温度和抑氢物质对材料析氢性能的影响.结果表明:4 mol/L KOH是综合性能较好的强碱性介质,并且选择稀土铝阳极,引入邻胺基苯酚抑氢剂,能够显著抑制铝阳极表面的析氢速率.     

新型铝合金阳极的腐蚀行为

用浸泡法、动电位线性极化、恒电流极化等方法测试了新型多元铝合金材料M在H2O、3.5%NaCl溶液、3.5%NaCl+30%NaOH溶液中的腐蚀行为;用金相显微镜、扫描电子显微镜观察了新型铝合金的微观组织和腐蚀后的表面形貌.结果表明新型多元铝合金M在淡水、氯化钠溶液、碱性氯化钠溶液中均不能生成完整的钝化膜; 新型多元铝合金M较纯铝腐蚀均匀,且自腐蚀速度小.     

冲制用7075-O态铝合金薄板的退火工艺

采用力学性能测试和显微组织观察等方法,研究了Zn含量、退火温度和冷却速率对7075-O态铝合金组织与性能的影响。研究结果表明:随退火温度的升高,7075-O态铝合金板材的强度逐渐减小,伸长率先增大后减小;随冷却速率和Zn元素含量的增加,7075-O态铝合金板材强度逐渐增大,伸长率逐渐减小。为满足冲制用7075-O态铝合金薄板的性能要求,应选择Zn含量≤5.6%,最佳退火工艺为410 ℃×3 h炉冷至100 ℃出炉空冷。     

铝合金牺牲阳极材料的研究现状

根据实际应用,讨论了合金元素In、Zn、Ga、RE、Hg、Mg、Sn、Ti、Bi、Se和金属氧化物ZnO、IrO_2、RuO_2对铝合金牺牲阳极电化学性能的影响。综述了固溶处理和退火对阳极组织和电流效率的作用,简述了合金显微组织和阳极性能的关系,对铝合金阳极的发展方向做了展望。     

A Review of Al Alloy Anodes for Al-Air Batteries in Neutral and Alkaline Aqueous Electrolytes

Aluminum-air(Al-air) batteries are promising candidates for energy storage applications because of their high theoretical energy density and low cost.Nevertheless,their developments have been severely hindered by multiple obstacles,among which the activation and self-corrosion inhibition of Al anode have been considered to be significant challenges.In neutral electrolytes,the main problem is the activation of Al anode,while the self-corrosion of Al anode becomes dominant in alkaline electrolytes.Considerable efforts have been devoted to overcoming the dilemma associated with the Al anode.This review firstly underscores the underlying mechanisms of passivation and self-corrosion of Al anode in different electrolytes.Then,specific attentions are paid to Al alloy anode,including the role of various elements and standard processing technology.Finally,general conclusions,current limitations,and future perspectives on Al alloy anode are presented.     

冷轧变形量和退火制度对超快速加热下5083铝合金晶粒尺寸的影响

利用Gleeble-3500热模拟系统和电子背散射衍射(EBSD)技术对5083铝合金的超快速退火组织演变规律进行研究,探讨了快速加热速度、退火温度及冷轧变形量对5083铝合金晶粒尺寸的影响。结果表明,5083铝合金经80%的冷轧变形后分别以25、250、500℃/s的加热速度升温至450℃保温3s后以40℃/s冷却时,平均晶粒尺寸随加热速度的增加由7.43μm细化至4.98μm。5083铝合金经80%冷轧变形后在不同退火温度(350、400、420、450和500℃)下进行超快速退火(加热速度500℃/s,保温时间3 s,冷却速度40℃/s)后,所得晶粒尺寸先减小再增大,在420℃退火时,晶粒尺寸达到最小,为4.82μm。再结晶晶粒尺寸受晶界迁移速率和形核率的耦合作用,在350~420℃超快速退火时,由于快速加热使形核率急剧增大,而形核温度较低,使晶界迁移速率较小,导致晶界迁移速率小于形核率,因而再结晶晶粒尺寸由5.23μm细化至4.82μm;在420~500℃超快速退火时,形核温度变高,晶界迁移速率快速增大,则晶界迁移速率大于形核率,使合金晶粒由4.82μm粗化至6.20μm,420℃是5083铝合金晶界迁移速率和形核率之间竞争的一个临界点。5083铝合金经50%、60%、71.4%、80%和87.5%的冷轧变形后以500℃/s的超快速加热速度升温至450℃保温3 s后以40℃/s冷却,所得平均晶粒尺寸分别为7.94、6.82、6.03、4.98和4.84μm,随轧制变形量的增大晶粒尺寸减小,但是冷轧制变量达到80%以后再进行超快速退火晶粒尺寸减小不明显。     

Effects of electrolyte components on properties of Al alloy anode

The effects of Na2SnO3, In(OH)3 and Na2SnO3+In(OH)3 on the properties of Al alloy anode were studied in alkaline medium at 25 ℃. The self-corrosion rate of Al alloy anode was studied by method of H2 immersed in aqueous medium, and the electrochemical properties of Al alloy anode were tested via galvanostatic discharge and dynamic potential methods. The results show that the self-corrosion rate of Al alloy anode in 4 mol/L NaOH+3 mol/L NaAlO2 medium can be minimized by adding Na2SnO3, In(OH)3 and Na2SnO3+ In(OH)3. Na2SnO3, In(OH)3 and Na2SnO3+In(OH)3 make Al anodic potential shift positively in galvanostatic discharging. The most effective additive of Al alloy anode in 4 mol/L NaOH+3 mol/L NaAlO2 medium is 0.075 mol/L Na2SnO3+0.005 mol/L In(OH)3, integrating self-corrosion rate and electrochemical properties.     

稀土在铝合金表面处理中的应用及研究进展

评述了稀土在铝合金表面处理中的应用及研究进展,尤其是铝合金稀土表面转化膜技术和稀土对铝合金阳极氧化的影响两方面.稀土表面转化膜能够提高铝合金的耐蚀性能,工艺以化学浸泡为主;稀土对铝合金阳极氧化是有益的:它使铝合金接受极化的能力增强,同时提高氧化膜的抗蚀性.因此,稀土应用于铝合金表面处理具有良好的发展前景.