海洋構(gòu)筑物鎂鋁復(fù)合犧牲陽極的開發(fā)與應(yīng)用研究.pdf

1、犧牲陽極保護(hù)法具有許多顯著優(yōu)點(diǎn)，在海洋構(gòu)筑物方面具有廣泛的應(yīng)用。但是由于陰極保護(hù)初期所需保護(hù)電流密度約為整個(gè)保護(hù)周期平均電流密度的3～5倍，采用普通犧牲陽極進(jìn)行保護(hù)時(shí)，存在資源浪費(fèi)和使被保護(hù)陰極負(fù)重過大的問題。因此，開發(fā)既滿足陽極壽命的要求，又符合初期極化電流條件的新型經(jīng)濟(jì)、環(huán)保型復(fù)合犧牲陽極具有重大意義。
　　 本文研究了一種新型的鎂鋁復(fù)合犧牲陽極，內(nèi)層材料為Al-Zn-In-Si合金，外層材料為MGAZ63B合金，通過對澆鑄

2、工藝的改進(jìn)制得了內(nèi)外層結(jié)合良好的復(fù)合犧牲陽極試樣。
　　 通過對比分析四個(gè)不同電位下的陰極極化實(shí)驗(yàn)確定了靜止海水(青島海域)中被保護(hù)鋼鐵構(gòu)件的最佳保護(hù)電位為-0.85V(vs.Ag/AgCl電極，電解液為飽和KCl溶液)；通過X-射線衍射法測試了被保護(hù)陰極表面所形成覆蓋產(chǎn)物的主要化學(xué)成分為Mg(OH)2，從而計(jì)算出鋼鐵構(gòu)筑物在靜止海水中的最佳保護(hù)電位范圍為-0.816～-0.930V(vs.Ag/AgCl)。
　　 利用

3、極化曲線和交流阻抗分析了犧牲陽極的活性和反應(yīng)機(jī)理。鎂基犧牲陽極(簡稱鎂陽極)與鋁基犧牲陽極(簡稱鋁陽極)極化曲線平坦，極化率小，反應(yīng)活性高，鎂陽極活性大于鋁陽極。復(fù)合犧牲陽極試樣兩合金交界面處由于合金的互熔，使其電化學(xué)活性介于鋁陽極與鎂陽極之間，鋁元素的存在加速鎂的腐蝕。在Q235鋼、鋁陽極、鎂陽極三者面積相同的情況下，Q235鋼被鋁陽極保護(hù)時(shí)，陰極反應(yīng)是由擴(kuò)散過程控制的氧還原反應(yīng)：被鎂陽極保護(hù)時(shí)，陰極反應(yīng)是由活化過程控制的水還原反應(yīng)。

4、
　　 采用外加電流法測試了犧牲陽極的開路電位、工作電位。觀察了犧牲陽極的腐蝕形貌，并計(jì)算其電容量、電流效率等電化學(xué)性能參數(shù)。利用自放電法模擬了犧牲陽極的實(shí)際使用情況，補(bǔ)充測試了陰極保護(hù)電位等相應(yīng)的性能參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單純的鎂陽極與鋁陽極性能優(yōu)良、腐蝕均勻；復(fù)合犧牲陽極進(jìn)行保護(hù)時(shí)，由于發(fā)生過保護(hù)現(xiàn)象，先后經(jīng)歷鎂陽極放電保護(hù)鋼鐵構(gòu)件、鎂陽極放電保護(hù)鋼鐵構(gòu)件與鋁陽極、鎂陽極與鋁陽極共同放電保護(hù)鋼鐵構(gòu)件、鋁陽極放電保護(hù)鋼鐵構(gòu)件四個(gè)階段