Fe、Si、Cu和In含量對(duì)鋁合金犧牲陽極性能影響研究.pdf

1、鋁合金犧牲陽極廣泛應(yīng)用于各類船舶、采油平臺(tái)等海洋基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕防護(hù)。目前國內(nèi)外在犧牲陽極研究工作中主要采用改變合金元素含量或冶煉工藝的方法，然而關(guān)于雜質(zhì)元素含量對(duì)鋁合金陽極電化學(xué)性能影響的研究工作鮮見報(bào)導(dǎo)。因此，研究Fe、Si和Cu等對(duì)鋁合金陽極在海水中電化學(xué)性能的影響規(guī)律具有現(xiàn)實(shí)意義。本文采用電化學(xué)、微觀掃描電化學(xué)測(cè)試方法和掃描電鏡、電子探針、電感耦合等離子體質(zhì)譜等現(xiàn)代物理測(cè)試技術(shù)，考察了不同F(xiàn)e、Si、Cu和In含量對(duì)Al-Zn-I

2、n-Mg-Ti合金陽極在海水中電化學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti（wt.％）合金中添加0.10wt.％Fe時(shí)，可使?fàn)奚枠O在海水中的工作電位處于-1.052～-1.067V之間，實(shí)際電容量為2665.97 A·h·kg-1，電流效率達(dá)到92.89％。陽極的開路電位足夠負(fù)，電化學(xué)極化性能較好，呈現(xiàn)低鈍化膜電阻和高雙電層電容的特性。而當(dāng)Fe含量超過0.10 wt.％后，陽

3、極活性溶解阻力增大，電流效率降低。⑵Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti（wt.％）合金中添加0.09wt.％Si時(shí)，可使?fàn)奚枠O在海水中的工作電位處于-0.918～-0.935 V之間，實(shí)際電容量為2450.94 A·h·kg-1，電流效率為85.42％。陽極的平均晶粒尺寸為47μm，等軸晶增多，組織均勻性得到改善，在陰極保護(hù)過程中溶解均勻。當(dāng)Si含量超過0.09wt.％后，鋁合金鈍化膜電阻增大，電流效率降低。⑶Al-5Z

4、n-0.02In-1Mg-0.05Ti(wt.％）合金中添加0.005wt.％Cu時(shí)，可使?fàn)奚枠O在海水中的工作電位處于-1.057～-1.078 V之間，實(shí)際電容量為2674.73 A·h·kg-1，電流效率高達(dá)93.22％，具備較好的溶解表觀形貌。當(dāng)Cu含量超過0.005 wt.％后，大幅增加腐蝕產(chǎn)物粘度，使合金鈍化膜的電阻升高，活性溶解阻力增大，電流效率降低。⑷Al-5Zn-0.02In(wt.％)三元合金中添加0.10wt.％

5、Fe、0.09wt.％ Si和0.005wt.％Cu時(shí)，可使鋁合金犧牲陽極在海水中的工作電位處于-1.086～-1.102 V，實(shí)際電容量為2595.34 A·h·kg-1，電流效率達(dá)到90.43％，陽極表面溶解均勻，能夠提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電位和溶解電流。同時(shí)添加Fe、Si和Cu，可產(chǎn)生元素間的協(xié)同作用，并驗(yàn)證了此含量配比對(duì)Al-Zn-In犧牲陽極電化學(xué)性能的影響規(guī)律存在普遍性。⑸Al-5Zn-In-0.09Si-0.1Fe-0.005Cu