Mg-Al-Pb-Ga-Y海水电池用镁阳极的 成分优化和电化学性能

采用熔炼法制备了一系列Mg-Al-Pb-Ga-0.9Y海水电池用镁合金阳极材料.利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和电化学测试等方法研究了Pb、Ga元素对合金组织和电化学性能的影响.结果表明, 合金的放电电压随Pb含量增加而提高. Pb含量（指质量分数，下同）为5%且Ga的添加量为1%时, 对放电电压的提升效果达到最优，合金在20 mA/cm2和100 mA/cm2电流密度下放电均有较大的放电电压.成分为Mg-3Al-5Pb-1Ga-0.9Y的镁阳极具有更优异的综合性能, 其放电电位最负, 在电流密度为20 mA/cm2和100 mA/cm2下的工作电位分别为-1.723 V和-1.680 V；合金的自腐蚀速率较低, 腐蚀电流密度为5.1164×10-5 A/cm2.      

添加剂对Al-In-Ga-Pb合金阳极行为的影响

为改善铝阳极的性能,选用工业纯铝(99.8%),熔炼了Al-0.1 In-0.1 Ga-3Ph合金.在4 mol·L-1 KOH溶液中添加znO,KMnO4,Na2SnO3·4H2O,C4H4O6KNa4H2O,研究添加剂对合金阳极行为的影响.结果表明:溶液中添加znO后合金的析氢腐蚀得到明显的抑制,同时降低了合金的极化;KMnO4的加入可大幅提高合金的开路电位,但对抑制合金析氢腐蚀作用不明显;Na2SnO3·4H2O可提高合金的开路电位,降低极化.复合添加剂(11 mmol·L-1ZnO+0.61 mmol·L-1KMnO4)使合金开路电位负移,并有效抑制其析氢腐蚀,提高了阳极活性,综合性能较佳.     

7075铝合金在不同pH值NaCl溶液中的腐蚀行为

用Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究7075铝合金在不同pH值(pH=3、5、7、9、11) 的0.6 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,溶液pH值在3~7时,腐蚀电位正移,pH值在7~11时,腐蚀电位负移,pH值为11时腐蚀电位最负. pH值在3~11时,腐蚀速度呈现先降低后增大的过程,pH值为11时腐蚀速度最大,达到2.122 2 mm/a.在强酸溶液中,电化学阻抗谱中出现明显的感抗弧,表明存在不均匀点蚀现象. pH值为7和9时,电化学阻抗谱中只出现1个容抗弧,表明铝合金腐蚀属于金属基体溶解过程. pH值为11时,阻抗谱中出现2个容抗弧,表明铝合金腐蚀伴随铝合金的自溶解行为.      

甲酸浓度对316L不锈钢腐蚀钝化?活化转变行为的影响

为深入认识316L不锈钢在甲酸溶液中的钝化-活化转变行为,在90 ℃、质量分数为0~30%的甲酸溶液中对316L不锈钢进行全浸试验和阳极极化曲线测试。研究了甲酸质量分数对316L不锈钢腐蚀速率、腐蚀形貌、开路电位、初始钝化电位、临界电流密度、钝化电流密度和钝化膜破裂电位的影响规律,分析了H+ 和HCOO? 含量对活化区、过渡区和钝化区阳极反应的影响机制。结果表明,316L不锈钢在甲酸溶液中发生非均匀的全面腐蚀。当甲酸质量分数达到30%、腐蚀速率为1.2×10?3 mm·a?1时,316L不锈钢就具有明显的钝化?活化转变。随着甲酸质量分数增加,316L不锈钢的初始钝化电位正移、临界电流密度增大、钝化电流密度增大、钝化膜破裂电位负移。甲酸溶液中H+ 和HCOO? 含量的增加,会加速316L不锈钢活性溶解,抑制钝化膜生长,促进钝化-活化转变。      

氧化物夹杂对Al-Zn-In-Si牺牲阳极电化学性能的影响

以不同铁含量的Al-Zn-In-si牺牲阳极为研究对象,考察了精炼前后阳极微观组织的变化.采用恒电流测试、动电位极化曲线、电化学阻抗等测试手段,对阳极的电化学性能进行了研究.结果表明:氧化物夹杂的存在使阳极的开路电位和工作电位正移,阳极的极化程度增大,同时还造成了阳极电流效率在一定程度上的损失.     

电池用含稀土铝合金阳极性能的研究

通过向 99.99%的纯铝中添加稀土及其它一些合金元素 ,如Ga,In ,Mg ,Sn ,Zn等 ,制得一系列含稀土的合金。在 2 5℃ ,4mol·L- 1 的KOH溶液中测定了它们的开路电位、自腐蚀速度与电化学性能。结果表明 :稀土元素能显著提高铝合金的抗腐蚀能力和阳极效率 ,Al 5Zn 0 0 1 5In 0 .1Sn 1Mg 0 .3RE具有较好的综合性能。     

电火花表面改性对AZ91D镁合金电弧喷涂铝涂层耐蚀性的影响

通过电弧喷涂/电火花沉积复合工艺在AZ91D镁合金表面制备了耐蚀性涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、电化学测试和浸泡实验等研究手段,研究了电弧喷涂/电火花沉积复合涂层的结构及耐腐蚀性能,并对涂层腐蚀机制进行了分析。结果表明:经电弧喷涂/电火花沉积复合处理后,E corr=-1.33 V,较基体和喷涂铝涂层试样分别正移约280,40 mV,腐蚀倾向性有所降低;点蚀电位为-0.704 V,较电弧喷涂铝涂层试样提高约60 mV,点蚀敏感性有所降低;电弧喷涂铝涂层试样的钝化电流i pass=4.6×10-3A·cm-2,电弧喷涂/电火花沉积处理试样的ipass=3.2×10-5A·cm-2,经电火花表面改性后,涂层钝化膜自修复能力大幅增强;在3.5%NaCl溶液中,经36 h浸泡试验后,电弧喷涂铝涂层试样表面出现直径达150μm的点蚀坑;而电弧喷涂/电火花沉积复合涂层表面仅出现直径约5~8μm的点蚀坑,涂层发生的主要为亚稳态点蚀。     

Mn对海水激活电池用AP65镁合金阳极材料电化学性能的影响

采用熔炼铸造法制备添加Mn的AP65镁合金阳极材料,并结合电化学方法、化学浸泡法和观察腐蚀表面形貌的方法研究AP65阳极在3.5%NaCl溶液中的放电行为和腐蚀行为.结果表明,Mn能细化AP65阳极的晶粒并减小其自腐蚀速率.添加Mn的AP65镁合金阳极与未添加Mn的相比能提供更负的放电电位.在AP65阳极中均匀分布的Al-Mn颗粒能作为活性点,加速放电过程中镁基体的阳极溶解并促进腐蚀产物膜的剥落,表明添加Mn能提高AP65阳极材料的电化学性能.     

Mn对海水激活电池用AP65镁合金阳极材料电化学性能的影响

采用熔炼铸造法制备添加Mn的AP65镁合金阳极材料,并结合电化学方法、化学浸泡法和观察腐蚀表面形貌的方法研究AP65阳极在3.5%NaCl溶液中的放电行为和腐蚀行为.结果表明,Mn能细化AP65阳极的晶粒并减小其自腐蚀速率.添加Mn的AP65镁合金阳极与未添加Mn的相比能提供更负的放电电位.在AP65阳极中均匀分布的Al-Mn颗粒能作为活性点,加速放电过程中镁基体的阳极溶解并促进腐蚀产物膜的剥落,表明添加Mn能提高AP65阳极材料的电化学性能.     

镁合金表面电化学阳极沉积氧化镁膜及其耐腐蚀性

将镁合金置于浓度为10 mol/L的KOH溶液中,在1.0 V电压下电化学阳极氧化,然后在723 K温度下热处理1 h,在镁合金表面制备氧化镁(MgO)涂层,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对涂层进行形貌表征和物相分析,研究有MgO涂层的镁合金在Hank模拟体液中的动态阳极极化曲线和浸泡3 d溶液pH值的变化,通过SEM观察腐蚀后样品的形貌并进行成分分析,探讨腐蚀机理。结果表明:与裸合金相比,有MgO涂层的镁合金的腐蚀电位正移130 mV,腐蚀电流减少2个数量级,腐蚀过程主要发生在氧化镁涂层并且没有明显的点蚀现象,表明有MgO涂层的镁合金具有优异的抗腐蚀性能。     

300M超高强度钢电化学性能及应力腐蚀开裂

采用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验研究了超高强度钢300M在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,并利用扫描电镜观察了不同外加电位下的断口形貌.300M钢在3.5%NaCl溶液中开路电位下的应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型,Cl-的存在明显地增加了材料的应力腐蚀开裂敏感性.阳极电位-600 mV下300M钢溶解速率加快,表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,断面收缩率损失由开路电路下的52.6%升高至99.5%,裂纹起源于表面点蚀坑处,应力腐蚀开裂为阳极溶解型机制.阴极电位-800 mV下材料处于阴极保护电位范围,表现出较低的应力腐蚀开裂敏感性,强度和韧度与空气中拉伸的数值相近,开裂机制为阳极溶解和氢致开裂协同作用.在更低电位(低于-950 mV)下,300M钢的应力腐蚀开裂机制为氢致开裂,在氢和拉应力的共同作用下表现出很大的应力腐蚀开裂敏感性.      

热带退火温度对含Sn铁素体不锈钢组织性能的影响

以Cr-Ni资源节约型Sn微合金化铁素体不锈钢为实验材料，利用电子背散射衍射技术、室温拉伸实验、电化学腐蚀实验等手段，分析了不同热带退火温度下实验钢的组织演变和性能变化趋势。结果表明：热带退火温度在900～1 050℃范围内，适当升高热带退火温度，可以使冷轧退火板得到均匀的再结晶组织和强度较高的γ纤维再结晶织构，有利于提高力学性能和耐点蚀性能。热带退火温度为950℃时，实验钢获得了最佳的力学及耐点蚀性能。此工艺条件下，抗拉强度为532 MPa,屈服强度为345 MPa,伸长率为42%,点蚀电位达到0.28 V。通过优化热带退火工艺，含Sn铁素体不锈钢的性能较430铁素体不锈钢显著提高，有望在某些领域成为SUS304奥氏体不锈钢的有力替代。     

新型铝合金阳极在NaOH碱性溶液中的腐蚀行为

制备了两种不同含量的Al-Ga-In-Zb-Mg-Mn合金和Al-Ga-In-Sn-Zn-Mg-Mn合金，共三种新型铝合金阳极材料。研究了该系列合金在4mol／LNaOH碱性溶液中的自腐蚀速率和电化学性能。结果表明：在不同的电解液中铝阳极表现出不同的自腐蚀速率和不同的电极电位；合金元素的均匀分布可极大地降低铝阳极的自腐蚀速率。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，No．1、No．1-1和N0．3阳极在80℃、电流密度为800mA／cm^2条件下、在添加偏铝酸盐时的电解液中，其稳态平均电位分别达到了-1．576V、-1．574V和-1．53V（vs．Hg／HgO）；同时铝合金阳极具有良好的铸造性能和机加工性能。     

介质温度对耐高温铁素体不锈钢点蚀行为的影响

通过阳极动电位极化测试、电化学阻抗谱(EIS)测试及钝化膜电容测试等电化学腐蚀方法,研究了在不同温度的典型介质(NaCl质量分数为3.5％的溶液)中444铁素体不锈钢的耐点蚀行为及其影响规律.结果表明,随着介质温度的升高,444铁素体不锈钢的自腐蚀电位Ecorr和点蚀电位Ep均呈现降低趋势,而自腐蚀电流密度icorr增大,不锈钢耐蚀性降低.在不同介质温度下,444铁素体不锈钢表面钝化膜的半导体类型未发生改变,但是钝化膜中点缺陷密度随温度的升高而增大.此外,腐蚀形貌观察结果也表明,不锈钢表面蚀孔的数量也随温度的升高而增加.     

高温高压环境下不同浓度KBr溶液对13Cr不锈钢的腐蚀行为影响

油气工业中溴盐完井液的使用极易导致油套管腐蚀失效的发生, 尤其是局部腐蚀风险.针对这一问题, 采用高温高压腐蚀模拟试验、扫描电镜观察与分析、电化学测试等试验研究方法, 研究了高温高压环境下不同浓度溴盐溶液对普通13Cr和超级13Cr两种典型油套管材腐蚀行为的影响.结果表明: 从平均腐蚀速率来看, 两种13Cr管材在三种浓度溴盐溶液中均表现出较好的耐蚀性能, 属于轻度或中度腐蚀, 但从局部腐蚀速率来看, 两种材料均达到严重或极严重腐蚀; 随着溴盐浓度的提高, 普通13Cr的自腐蚀电位和点蚀电位均明显负移, 对应材料的平均腐蚀速率和局部腐蚀速率均明显上升, 而超级13Cr仅点蚀电位明显负移, 自腐蚀电位则相对稳定, 对应其平均腐蚀速率变化幅度较小, 局部腐蚀速率则明显上升, 这说明相比普通13Cr, 超级13Cr对溴盐溶液具有更强的整体耐受能力, 但局部腐蚀敏感性仍然较高; 激光共聚焦(LSCM)三维表征结果表明, 在高质量浓度溴盐溶液(1.40 g·cm-3)中, 不论是普通13Cr还是超级13Cr都有明显的点蚀倾向, 这主要与溶液中高浓度的侵蚀性阴离子Br-有关, 相比于普通13Cr, 超级13Cr的点蚀敏感性相对较低, 但其点蚀风险仍不可忽视.      

退火工艺对阳极铝箔组织和性能的影响

利用金相显微分析、蚀坑腐蚀等方法研究了不同退火工艺对用偏析法提纯和三层液法提纯两种不同精铝原料配比生产的高压阳极铝箔再结晶组织及表面晶粒大小、取向、形貌及分布的影响。结果表明:再结晶组织主要由立方织构组成,偏析法提纯生产的阳极箔在300℃保温1 h完成再结晶,立方织构占有率趋于最大值,三层液法提纯的阳极箔在350℃保温1 h完成再结晶,立方织构占有率达到最大值;偏析法提纯的阳极箔最佳退火工艺为300℃×1 h+510℃×10 min,三层液法提纯的阳极箔最佳退火工艺为:350℃×1 h+510℃×10 min;510℃下退火时间过长会引发晶粒粗大,减少立方织构的含量。     

Ti_3(Si,Al)C_2金属间化合物多孔材料的抗盐酸腐蚀性能

以Ti、Si、Al和石墨元素粉末为原料,采用粉末冶金方法制备的Ti_3(Si,Al)C_2金属间化合物多孔材料,具有良好的孔隙结构特征和力学性能。研究Ti_3(Si,Al)C_2多孔材料分别在0.001,0.01,0.1和1 mol/L盐酸溶液中的质量、孔结构和表面形貌的变化情况。通过Tafel曲线得到Ti_3(Si,Al)C_2多孔材料的电化学腐蚀动力学参数,并与多孔Ti材料进行对比。结果显示,Ti_3(Si,Al)C_2多孔材料腐蚀行为呈抛物线规律,在0.001 mol/L盐酸溶液中质量损失最少,为多孔Ti材料的29%。Ti_3(Si,Al)C_2多孔材料的孔结构在0.001 mol/L盐酸中最大孔径及透气度变化分别为1.06%,9.4%,随酸度增大变化不大,表现出优异的孔结构稳定性。电化学极化曲线拟合结果表明,Ti_3(Si,Al)C_2多孔材料自腐蚀电位在0.01,0.1和1 mol/L盐酸溶液中随酸浓度的升高而负移,自腐蚀电流密度随酸度提高而增加,且材料在0.01 mol/L盐酸溶液中的抗腐蚀性能最佳,自腐蚀电位及电流密度分别为161 mV,7.802×10~(-4) mA·cm~(-2)。结合静态腐蚀浸泡实验和电化学腐蚀测试结果,Ti_3(Si,Al)C_2多孔材料表现出优异的抗盐酸腐蚀性能。     

基于SECM研究5083铝镁合金在不同pH NaCl溶液中的腐蚀行为

采用扫描电化学显微镜(SECM)中的极化曲线法和交流阻抗图谱法研究5083铝镁合金在不同pH NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:在酸性体系(pH 3~7),随着pH的增加,其腐蚀电位正移,点蚀电位相差不大,维钝电流密度减小,电化学阻抗谱中仅有1个容抗弧且呈现收缩趋势.同时,阻抗和相位角减小,电荷传递电阻升高,耐腐蚀性能增大.在碱性体系(pH 9~12),随着pH的增加,腐蚀电流密度增加,而腐蚀电位减小,腐蚀速度由0.000 9mm/a增加到0.025 6?mm/a.电化学阻抗谱中有2个容抗弧,在pH=12处出现感抗弧.同时,阻抗和相位角减小,金属化合物颗粒溶解过程加快,合金耐腐蚀性能降低.      

外加拉应力对13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为影响

采用电化学测试手段(开路电位、交流阻抗谱及动电位极化曲线测试), 结合接触角测试及体视显微镜微观形貌观察探究在80 g·L-1 NaCl溶液中拉应力对L80-13Cr马氏体不锈钢钝化膜溶解与再修复机制的影响.结果表明, 拉应力大小与L80-13Cr的钝化特性存在正相关关系.随着外加拉应力的增大, L80-13Cr马氏体不锈钢的开路电位负移, 电子转移电阻减小, 线性极化电阻减小, 反应速率随着拉应力的增大而增大.而L80-13Cr马氏体不锈钢在高电位下再钝化形成的钝化区会缩短, 自腐蚀电位降低, 维钝电流密度增加.接触角测试和体视显微镜微观形貌观察发现, 拉应力使得表面接触角减小, 不锈钢表面容易发生点蚀.外加拉应力使得L80-13Cr马氏体不锈钢的表面能增加, 促进钝化膜的溶解, 并且抑制钝化膜的再生, 导致材料耐蚀性降低.      

5083铝镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀研究

采用扫描电化学显微镜（SECM）中的极化曲线法和交流阻抗图谱法研究5083铝镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:合金在中性NaCl溶液中的腐蚀为钝化材料体系,随着盐度的增加,Cl-对合金基体的破坏加剧,腐蚀电位正移,点蚀电位减小,其电化学阻抗谱中仅有1个容抗弧且呈现收缩趋势.同时,阻抗减小,相位角增加,弥散指数降低,合金的耐腐蚀性能下降.溶液中存在强活化作用的Cl-,会损坏合金表面的氧化膜,逐渐取代腐蚀产物Al（OH）₃中的OH-,生成新的腐蚀产物AlCl₃.