不同温度下锡对铝合金阳极电化学性能的影响

为了探讨不同温度下锡对铝合金(Al-Zn-In-Si)阳极电化学性能的影响,在常温电化学性能较好的铝阳极中加入了Sn,测试了两种阳极在15℃和60℃人造海水中的电化学性能,并对试验结果进行了理论分析和探讨.结果表明:Sn的加入可以消除低温时阳极的晶间腐蚀,并能降低阳极在高温时的工作电位,但铝合金阳极的总体电化学性能还是略有下降.     

提高海水温度对锌合金和铝合金牺牲阳极电化学性能的影响

研究了提高海水温度对锌合金和铝合金牺牲阳极电化学性能的影响。结果表明，锌合金和铝合金牺牲阳级的电化学性能都随着海水温度的提高而变劣；凡是发生晶间腐蚀的合金，其晶间腐蚀程度都随着海水温度的提高而加剧。低含铝量的锌－铝－镉合金阳极在７０℃海水介质中，工作电位仍负于－１．０１０Ｖ，电流效率＞８０％，阳极工作表面溶解均匀，且不产生晶间腐蚀。     

铝合金牺牲阳极在土壤中应用的初步探讨

铝阳极是近几年发展起来的新型阳极材料,在海水中应用十分成功,相应的国家标准业已制定.但在土壤领域内应用铝阳极还有许多问题有待研究,本文据根华东、华北几条管道上的现场实验,总结了铝阳极的成分、性能及适用条件,提出了用电流变化率来评价阳极性能的方法,可供腐蚀工程技术人员借鉴.     

铝表面防护性稀土铈转化膜的研究

采用阴极电沉积法在铝阳极氧化膜上制备出稀土铈转化膜;通过SEM和EDS表征了阳极氧化膜、阴极电沉积铈转化膜的形貌和组成成分;用极化曲线法、EIS交流阻抗法等电化学方法对这两种膜进行了耐蚀性评估.结果表明,在铝阳极氧化膜上经过阴极电沉积可制备稀土铈转化膜,其耐蚀性比铝阳极氧化膜的耐蚀性显著提高.     

不同锡含量高温铝基牺牲阳极的电化学性能

熔炼了５种不同锡含量具有ＲＥ的铝基牺牲阳极材料,采用恒电流方法测定了铝阳极在不同温度下的电化学性能。结果表明：随温度升高,铝阳极电位正移,电流效率下降;常温和高温时,铝阳极电流效率均先随锡含量增加而增加,然后降低,含０．１０％Ｓｎ的铝合金可作高温牺牲阳极之用。     

电积锌用Al/Pb-Ag复合阳极的制备及电化学性能

为了提高电积锌用阳极的性能和寿命,采用电沉积法在铝板表面制备了Al/Pb-0.8％ Ag复合电极,并对其进行了阳极极化.通过阳极极化曲线、Tafel曲线和交流阻抗谱分析了Al/Pb-0.8％Ag复合电极的腐蚀电化学性能;采用扫描电镜分析复合电极形貌,采用能谱仪分析其成分,采用X射线衍射仪分析其相结构.结果表明:Al/Pb-0.8％Ag电极中Ag分布均匀,铝基体和镍过渡层之间以及镍过渡层和铅银合金之间结合紧密;与传统Pb-0.8％Ag电极相比,Al/Pb-0.8％ Ag电极作电解锌阳极具有较高的耐腐蚀性和电催化活性.     

铝青铜/Ti80合金/2205不锈钢在海水中电偶腐蚀行为研究

采用失重法和电化学方法研究了铝青铜、Ti80合金和2205不锈钢之间的双金属偶合及三金属偶合体系的电偶腐蚀行为,结果表明,Ti80在海水中的自腐蚀电位为正,耐蚀性好,2205不锈钢次之,铝青铜电位为负。海水全浸条件下,铝青铜分别与Ti80、2205不锈钢组成偶对体系时均作为阳极且腐蚀加速,腐蚀速率约为自腐蚀速率的2倍。对于铝青铜/Ti80/2205不锈钢复杂偶合体系,Ti80作为阴极腐蚀速率没有明显变化,2205不锈钢作为阴极腐蚀则有所减缓,铝青铜作为阳极腐蚀加快。当强阳极铝青铜面积相对减小时,Ti80合金腐蚀仍然没有明显变化,铝青铜腐蚀变快。     

连续铸造铝阳极的现场试验和使用性能

为了解决用铝牺牲阳极保护近海平台所遇到的某些问题,发展了采用垂直半连续铸造方法铸得的新型铝阳极。这些阳极的供应厂商和海上作业公司共同协作使得有可能进行现场试验并继续深入观测这种阳极在使用中的性状。检验了电位、电流输出、电化学效率以及阳极破坏的形态以便进一步揭示下述主要参数的影响;在水中或泥浆中浸泡、合金类型、阳极的延迟连接、污损、温度等。就所获得的令人振奋的结果而论,这些新型铝阳极可以取代目前在各种工作条件下(诸如接触泥浆)使用的以及在海水贮舱和船只的内部保护以及涂漆结构等方面使用的较昂贵的锌阳极。     

新型铝合金阳极电化学性能与组织研究

研制了两种新型铝合金阳极材料；用恒电流方法和动电位方法测定了铝合金阳极在碱性氯化钠（25％KOH＋3．5％NaCl）介质中的电化学性能；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阳级溶解后的表面腐蚀状态。结果表明：固溶于铝基体的微量合金化元素Ga、In及其适量均匀分布的第二相，可以破坏铝氧化膜的致密结构，促使铝基体的正常溶解，减少铝阳极极化，使铝合金阳极的稳定电极电位变得更负；加入能改变铝基体中杂质的存在状态和降低杂质含量的合金化元素Mg等，可以改善铝阳极的腐蚀均匀性，降低自腐蚀速度，提高阳极利用率。     

镁合金海水电池阳极材料电化学性能研究进展

镁及镁合金以其低密度、高电化学活性、高比容量等优点成为优异的海水电池阳极材料,自20世纪40年代以来备受关注.镁合金作海水电池阳极材料常用于Mg/C海水溶解氧电池及Mg/AgCl、Mg/PbCl或Mg/CuCl海水激活电池.目前常见的镁合金海水电池阳极材料体系为Mg-Al-Zn、Mg-Hg-Ga及Mg-Al-Pb系,此类材料能够满足大部分海下工作设备尤其是小功率用电设备的用电需求.然而,对海下大功率用电设备(如鱼雷等)而言,镁海水电池仍存在一些亟待解决的问题,如由于负差数效应、放电产物膜钝化、电压滞后及粒子脱附等问题导致电池阳极利用率低、放电活性下降.目前提高镁合金阳极材料放电性能的思路主要为合金化、改变加工工艺及微观组织特征三个方面.常见海水电池用镁合金阳极材料合金化元素Al、Zn、Hg、Ga、Pb、In、Sn等通过改变合金微观组织特征调控合金的电化学性能,取得了显著的成果;加工工艺(如均匀化热处理、挤压、轧制后退火等)通过均匀合金微观组织、细化晶粒尺寸、破碎粗大第二相粒子、减少塑性变形导致的晶内缺陷以减少析氢副反应、提高阳极利用率;微观组织如杂质及成分均匀性、第二相粒子、晶粒尺寸、织构及放电产物膜等对镁合金阳极放电性能的影响视其特征而定.本文归纳了近年来镁及镁合金作海水电池阳极材料时电化学性能提升方面的研究进展,分别从合金化、加工工艺及微观组织特征三个方面综述了镁合金电化学性能的影响因素及其作用机理,分析了镁合金海水电池阳极材料电化学性能存在的问题及其应用前景,以期为提高镁合金阳极材料放电性能及发展镁合金海水电池提供参考.     

低驱动电位牺牲阳极的研究

目前,国内外尚未研制出性能优良的低驱动电位牺牲阳极材料.为此,炼制了3种Al-Zn-Ga-Si牺牲阳极材料,采用恒电流方法评价了其电化学性能,采用SEM观察了阳极材料的微观溶解形貌,金相显微镜观察阳极的金相组织.结果表明:Al-0.3%Zn-0.1%Ga-0.9%Si阳极的综合电化学性能较好,工作电位为-780～-820mV,电流效率83%,溶解较均匀;随着合金元素Si含量增多,铝合金的晶粒变小,偏析相数量增加.     

The effects of surface treatment and stannate as an electrolyte additive on the corrosion and electrochemical performances of pure aluminum in an alkaline methanol–water solution

Pure aluminum electrodes were treated in alkaline stannate solutions, and the effects of some factors such as NaOH content and treating time were explored. The corrosion and electrochemical performances of the modified aluminum anodes in 4.0 M KOH methanol–water mixed solutions containing a methanol/water volume ratio of 7:3 (30% water) with and without stannate were investigated by means of hydrogen collection, polarization curve, galvanostatic discharge, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive analysis of X-ray (EDAX). Metallic tin with high hydrogen evolution overpotential was deposited in aluminum surfaces by the modification treatments using stannate, resulting in the relatively low corrosion rate and markedly enhanced discharge performance of the modified aluminum anodes. In our experimental range the aluminum electrode treated in the solution with 0.1 M NaOH for 30 min showed lower corrosion rate and better discharge performance. The addition of Na₂SnO₃ in 4.0 M KOH methanol–water mixed solutions with 30% water inhibited the corrosion of the aluminum electrodes modified in the treating solution with 0.1 M NaOH for 30 min, resulting from the deposition of tin with high hydrogen evolution overpotential in aluminum surfaces. The deposition of metallic tin on the electrode surface and the existence of stannate in the electrolytes were responsible for the notable enhancement in the discharge performance of the modified aluminum anode.     

某型船舱底牺牲阳极材料优化研究

针对目前某型船舱底板保护用三元锌牺牲阳极在油污水环境下容易结壳失效,达不到电化学设计保护要求的现状,通过在油污水模拟环境中的电化学性能测试,优化筛选得到了适合该型船舱底油污水环境使用、效率高的新型铝合金牺牲阳极材料。     

2A12铝合金基体超疏水表面制备及性能研究

铝合金在使用过程中极易引发基体腐蚀现象,如点蚀、晶间腐蚀等,为保障铝合金在腐蚀环境中的应用,可通过建立超疏水表面改变铝合金表面的润湿性,从而在一定程度上减少腐蚀液与铝合金表面的接触,进而改善耐蚀性。本文通过酸刻蚀和沸水刻蚀两种方法在铝合金表面构筑微纳米结构,并使用低表面能物质硬脂酸进行表面处理得到超疏水表面。采用扫描电子显微镜、接触角测试仪、原子力显微镜分别对铝合金表面形貌、疏水性和粗糙度进行测试,得到两种方法的最佳制备时间,而后通过极化曲线对两种方法制备的铝合金表面耐蚀性能进行对比,进而研究两种刻蚀方法对铝合金耐蚀性的影响。实验结果表明：酸刻蚀时间为15 s时,铝合金表面接触角达到峰值163.9°,呈现超疏水状态,相对于空白样品,表面粗糙度增加了24倍,电化学自腐蚀电位正向移动0.362 8 V;沸水刻蚀时间为1 min时,其表面接触角达到峰值109.6°,比空白样品疏水性强但未呈现超疏水状态,相对于空白样品,经沸水刻蚀的铝合金表面粗糙度增加了4.4倍,电化学自腐蚀电位正向移动0.074 8 V。两种方法处理得到的铝合金表面的耐蚀性与空白铝合金试样相比均有显著提高,而酸刻蚀法的缓蚀效...     

锌电沉积阳极的研究进展

锌电沉积生产中,传统铅阳极因成本低、导电性好、易加工等优点而被广泛应用,但铅阳极在电解过程中的腐蚀也导致锌产物污染、电解液污染及阳极损耗等问题。提高阳极的电化学活性及耐蚀稳定性成为锌电沉积工艺的重要研究方向之一。近年来,学者们基于铅阳极的耐腐蚀机制,研发了多种电化学性能优异的耐腐蚀阳极,包括铅合金阳极、复合PbO₂阳极和过渡金属氧化物涂层阳极等。本文综述了铅阳极、铅合金阳极、PbO₂阳极和过渡金属氧化物涂层阳极等锌电沉积阳极的研究进展,对锌电沉积阳极的发展方向进行了展望。      

低温青藏高原土壤中镁合金阳极的电化学性能

为评价低温土壤对镁合金阳极电化学性能的影响,通过极化曲线、交流阻抗和电流效率实验方法,研究了4种镁合金阳极在-4℃和4℃的模拟低温青藏高原土壤中的电化学性能.研究表明:镁合金中加入Mn、Al和Zn元素可与杂质元素形成阴极作用较弱的金属间化合物,降低了镁合金的自溶解倾向,提高了电流效率;镁合金阳极在低温青藏高原土壤中呈活性溶解状态,溶解活性和反应活性由强到弱顺序为MGAZ63B镁合金、MGAZ31B镁合金、MGM1C镁合金和高纯镁;4种镁合金阳极中MGAZ63B的电流效率最高,-4℃和4℃时分别为54.39%和61.77%;4℃土壤中氧的扩散速率比-4℃时高,故镁合金阳极在青藏高原土壤中4℃时溶解活性和电流效率均优于-4℃时.     

不同应用温度下Zn-Ce-In阳极材料的电化学性能

在锌基阳极中加入稀土(RE)、In等可进一步改善阳极材料的电化学性能。为此,在纯Zn中添加稀土Ce、In制备了锌合金阳极,通过极化曲线、电化学测量和表面形貌观察,研究了所得合金阳极在不同温度下的电化学性能,获得了Ce、In对锌合金阳极电化学性能的影响规律。结果表明:Ce可以细化晶粒,使腐蚀产物易脱落,纯锌中添加In可以使开路电位变负;在20,50,70℃不同温度下Zn-Ce-In合金的电位始终比钢铁的开路电路(-0.8 V)负0.2 V左右,能够对钢铁产生保护作用。     

Optimization of Manganese and Magnesium Contents in As-cast Aluminum-Zinc-Indium Alloy as Sacrificial Anode

In this study, effects of manganese and magnesium content on the electrochemical properties of Al-Zn-In sacrificial anode were studied in 0.5 mol/L NaCl solution (pH=5). The aluminum base alloy with different amounts of Mn and Mg were melted at 750℃, then casted at molds at 25℃. Corrosion experiments were mounted to determine the optimal eeeect of Mn and Mg on the effciencies of the aluminum alloy anodes. The corroded and unexposed sample surfaces were subjected to microstructure characterization by optical and scanning electron microscopy. Al-Zn-In alloy doped with 0%, 0.01%, 0.05%.0.2% and 0.3% by weights of Mn and 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5% and 3.0% by weights of Mg were prepared to determine the effect of Mn and Mg on anode effciency in the environment. The different microstructures of the evolved Al- Zn-In-Mg-Mn alloy were correlated with the anode effciencies. The Al-5.0%Zn-2.0%Mg-0.15%Mn-0.02%In gave the best anode effciency (about 83%). The microstructures of the corroded surface of the optimized alloy revealed decreased distribution of the pockets of localized attacks which are characteristics of pitting (or crevice) corrosion.     

Carbon‐Based Alloy‐Type Composite Anode Materials toward Sodium‐Ion Batteries

In the scenario of renewable clean energy gradually replacing fossil energy, grid‐scale energy storage systems are urgently necessary, where Na‐ion batteries (SIBs) could supply crucial support, due to abundant Na raw materials and a similar electrochemical mechanism to Li‐ion batteries. The limited energy density is one of the major challenges hindering the commercialization of SIBs. Alloy‐type anodes with high theoretical capacities provide good opportunities to address this issue. However, these anodes suffer from the large volume expansion and inferior conductivity, which induce rapid capacity fading, poor rate properties, and safety issues. Carbon‐based alloy‐type composites (CAC) have been extensively applied in the effective construction of anodes that improved electrochemical performance, as the carbon component could alleviate the volume change and increase the conductivity. Here, state‐of‐the‐art CAC anode materials applied in SIBs are summarized, including their design principle, characterization, and electrochemical performance. The corresponding alloying mechanism along with its advantages and disadvantages is briefly presented. The crucial roles and working mechanism of the carbon matrix in CAC anodes are discussed in depth. Lastly, the existing challenges and the perspectives are proposed. Such an understanding critically paves the way for tailoring and designing suitable alloy‐type anodes toward practical applications.     

Cu杂质含量对Al-Zn-In系牺牲阳极性能的影响

为提高铝合金的阳极性能,采用电化学方法、电偶实验和电感耦合等离子体质谱,研究了不同Cu杂质含量的Al-Zn-In牺牲阳极在海水条件下的阳极性能.结果表明:铝合金牺牲阳极的Cu质量分数为0.005%时,阳极表面溶解均匀,工作电位处于-1.047!-1.068 V,电流效率达到93%以上,耦合电位较负且稳定,耦合电流适中,2 h时Al和Zn的溶解量分别为22和3.8μg/L,2和48 h时的扫描电流峰值分别为27和36"A,试样的耐蚀性增强;而Cu质量分数超过0.005%后,会限制In的活化作用,活性溶解阻力逐渐增大,随着Cu含量的增加电流效率明显下降.Cu质量分数0.005%的铝合金材料具有较好的阳极性能.