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。     

合金元素Ga在铝合金牺牲阳极中的应用

介绍了微量合金元素Ga在铝合金牺牲阳极中的应用和研究情况,综述了Ga对铝合金牺牲阳极电化学性能的影响及Ga对铝的活化作用机理,概述了本课题组对Al-Ga合金阳极的研究结果,展望了Al-Ga合金牺牲阳极的发展方向。     

Al-Zn-Ga低驱动电位牺牲阳极的设计及其电化学性能

根据正交试验表设计了16种Al-Zn-Ga低驱动电位牺牲阳极的合金配方,采用恒电流法评价了这些阳极的电化学性能,并观察其腐蚀形貌。结果表明：随着阳极中Zn和Ga含量的升高,阳极工作电位负移;其中,最佳Al-Zn-Ga阳极的合金配方为Al-0.25Zn-0.05Ga,该配方牺牲阳极的工作电位为-800～-750 mV,电容量最高,达到2 426 A·h/kg。     

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。     

微量Sn对Al-25Mg-In牺牲阳极性能的影响

用浸泡法、动电位线性极化、恒电流极化等方法测定了一系列不同Sn含量的Al-25Mg-0.03In-Sn牺牲阳极材料在w(NaCl)=3.5%的溶液中的电化学性能.结果表明,In、Sn两种元素具有较好的匹配性,并对高镁铝合金牺牲阳极具有良好的活化效果;Al-25Mg-0.03In-0.06Sn牺牲阳极材料的电化学性能指标均达到或超过国家标准.     

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。     

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。     

国产铁基牺牲阳极在冷却器上的应用

依据阴极保护的理论分析了铁基牺牲阳极保护铜冷却器的可行性;收集了几种典型的国产铁基牺牲阳极材料与俄罗斯的铁基牺牲阳极材料进行了室内电化学保护性能对比,并且选取了国产Q235B材质的铁基牺牲阳极与俄罗斯的CT3nc材质铁基牺牲阳极,在实船冷却器上进行了对比应用试验。结果表明,国产铁基牺牲阳极材料的电化学性能与俄罗斯的阳极材料相当,工作电位处于船用铜合金的保护电位范围,电流效率略高于俄罗斯铁基牺牲阳极;实船试验选用的国产Q235B材质铁基牺牲阳极,其活化性能略优于俄罗斯的CT3nc材质铁基牺牲阳极,其保护期效远长于传统的锌合金牺牲阳极。     

Al—Zn—Mg—In—Ga—Ca合金牺牲阳极电化学性能的研究

在铝中添加合金元素Zn、Mg、In、Ga、Ca,研究合金元素的作用规律及阳极溶解过程中的活化机制.研制出一种较为理想的铝合金牺牲阳极,在海水中工作电位为一1.09V(SCE),电流效率达95.6%.并研究了热处理对阳极电化学性能的影响.     

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。     

Study on Influence of Solute Atoms on Grain Boundary Character Distribution with Internal Friction Method

Based on the relationship between parameters of grain boundary internal friction peak(GBP)andgrain boundary character distribution(GBCD),and the internal friction results of Al-Mg,Al-Ga,Al-Cu andAl-Zn alloys,the addition of different kinds of solute atoms has different effects on GBCD.Among them,Mg atoms are able to concentrate and stabilize GBCD in AI-Mg alloys.The origin of these effects of soluteatoms on GBCD is also discussed.     

金属在海水中的腐蚀电位研究

获得了３８种金属在天然海水中浸泡１８０ｄ的腐蚀电位数据，列出了它们在海水中的腐蚀电位序，讨论了金属材料在海水中的腐蚀电位特性，分析了它们在海水中的腐蚀电位与耐蚀性的关系。结果表明，钝化能力强的金属，其腐蚀电位随浸泡时间变化较大，电位稳定时间较长，非钝化金属和钝化能力弱的金属则相反，对铝合金来说，初始电位，稳定电位较负，其耐蚀性较好，反之则较差。对不锈钢来说，稳定电位较正，其耐蚀性较好，反之则较差。     

形变对70Cu—30Ni合金腐蚀行为的影响

研究了７０Ｃｕ－３０Ｎｉ合金固溶处理后不同程度形变及其在ＮａＣｌ溶液浸泡和海水暴露中的腐蚀行为。结果表明，随着形变量增加，７０Ｃｕ－３０Ｎｉ合金腐蚀电位和极化电阻随时间下降速度增加，其腐蚀产物膜中镍含量增加，氯离子浓度减小，所形成的海水腐蚀产物薄膜。     

铝合金在海水中的耐蚀性与腐蚀电位的关系

依据铝合金在青岛海域的暴露腐蚀结果和腐蚀电位数据,讨论了铝合金在海水中的耐蚀性与腐蚀电位的关系.结果表明,耐海水腐蚀性能相似的铝合金,其海水腐蚀电位-时间曲线的形状、特性也相似.耐海水腐蚀性能较好的铝合金,其初始电位、稳定电位均较负,达到稳定的时间较长、稳定电位波动较大.耐蚀性较差的铝合金则相反.     

Cu含量对一种新型Al-Mg-Si合金晶间腐蚀的影响

采用浸泡腐蚀实验和电化学实验研究了Cu含量变化和热处理条件对一种新型舰载飞机用Al-Mg-Si合金的耐腐蚀性能的影响.结果表明,添加Cu后,实验合金的 腐蚀方式由点蚀转变为晶间腐蚀,且腐蚀程度随Cu含量的增加而严重;与欠时效和过时效状态相比,T6态对晶间腐蚀较敏感,与晶界析出相的连续分布有关.电化学实验表明,所有实验合金均较快进入钝态;随Cu含量的增加,实验合金的自腐蚀电位向正向变化,腐蚀电流密度增加;随时效时间的延长,点蚀电位、晶间腐蚀的临界点位和自腐蚀电位逐渐向负向变化.而点蚀电位和自腐蚀电位随时效时间呈抛物线变化,晶间腐蚀的临界电位则呈直线变化.        

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金中不同区域电子结构及应力腐蚀机理分析

利用计算机编程建立了Al--Zn--Mg--Cu合金 (7175铝合金) 中α--Al, η相及α--Al大角度晶界原子集团模型, 采用递归法计算 合金中Zn, Mg, Cu和H的环境敏感镶嵌能、原子间相互作用能、Fermi能级和态密度等电子结构参数, 分析了合金的应力腐蚀机理. 计算 结果表明: Mg, Cu和H容易在晶界偏析. Mg对H具有吸引作用, 促进H在晶界偏析, 引起晶界氢脆; Zn增大晶界与晶内的电位差, 降低合 金抗腐蚀性; Cu能减小晶界与晶内Fermi能级差, 降低晶界与晶内的电位差, 具有减缓合金腐蚀的作用. 计算结果还表明: η相的Fermi能 级最高, 腐蚀过程中作为阳极优先溶解. 由于η相俘获H, 当晶界析出断续η相时可减弱晶界H的偏析, 提高抗腐蚀性; 但晶界连续分布η相则形成腐蚀通道, 加速腐蚀进程.     

实海暴露防锈铝合金局部腐蚀敏感性研究

采用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、俄歇电子能谱（ＡＥＳ）及电化学测试技术,对Ａ１－Ｍｇ和Ａｌ－Ｍｎ两个系列的防锈铝合金在海水中的异常局部腐蚀行为进行研究,揭示与该异常行为相关的主要影响因素,包括环境和材料两大方面。环境方面研究了海水中ＣＯ２－碳酸盐体系至合金腐蚀电位的影响及由此带来的腐蚀行为变化;材料方面主要考察了合金的组织结构、夹杂物及表面状态的影响。     

铜合金在3.5%NaCl＋NH3（NH4^＋）溶液中的腐蚀磨损行为

本文通过测定HA177－2，BFe30－1－1在3．5％NaCl和3．5％NaCl＋NH3（NH4 ）溶液中的腐蚀速率、腐蚀磨损率和电化学行为以及观测腐蚀磨损后铜合金的微观形貌，研究了腐蚀后样品的表层性能。实验结果表明，NH3（NH4 ）的存在加速了铜合金的腐蚀、腐蚀磨损，使腐蚀电位E(corr)明显负移、腐蚀电流密度i(corr)增加；氨或铵离子对铜合金腐蚀磨损的加速作用与腐蚀磨损过程中的氨致脆性有关。     

快速凝固TiAl化合物的研究进展

TiAl合金是一种很有希望的航空、航天及汽车用高温结构材料,但是其较低的室温塑性限制了它的应用.快速凝固技术有望使其性能得到改善.综述了近年来快速凝固TiAl合金的研究进展,包括快速凝固工艺、合金的发展以及合金的组织演变及其特征、力学性能及添加合金化元素的作用,亚稳相的产生及稳定性以及快速凝固薄带或粉末的固结等.