鋁陽極在氯化物溶液中的溶解行為與機理.pdf

1、鋁合金是在含氯離子介質(zhì)中應(yīng)用廣泛的犧牲陽極材料。雖然有很多關(guān)于鋁陽極的研究，但是偏析相在鋁合金陽極溶解過程中的電化學(xué)行為、偏析相影響鋁陽極溶解的機理以及鋁陽極微觀組織結(jié)構(gòu)與宏觀電化學(xué)性能的關(guān)聯(lián)性是改進鋁陽極性能的關(guān)鍵性問題，缺乏系統(tǒng)性的研究。
　　 本文制備了Al-Zn-In-Sn、Al-Zn-In-RE、Al-Zn-In-Te和Al-Zn-In-Sn-Te 四種陽極，通過線性極化、交流阻抗、ICP-MS 及掃描電鏡等技術(shù)研究了

2、不同固溶處理時間及溶液中Sn4+離子對鋁陽極溶解過程的影響，探討了氯化鈉溶液中添加不同濃度的CeCl3 時鋁陽極的溶解機理，同時研究了添加Te 元素的新型鋁陽極的電化學(xué)性能和溶解機理，以及在陽極鑄造過程中不同的保溫時間對鋁陽極電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明在Al-Zn-In-Sn 及其固溶處理后的試樣中Sn 元素富集于晶界上的半球形偏析物。鋁陽極的活化溶解開始于半球形偏析物，Sn 元素作為陽極相優(yōu)先溶解。Al-Zn-In-Sn 固溶處理

3、后電流效率提高，析氫自腐蝕降低，開路電位更負(fù)，具有更高的活性，表現(xiàn)出優(yōu)良的犧牲陽極性能。但當(dāng)Al-Zn-In-Sn 陽極固溶處理時間過長時將導(dǎo)致偏析相減少并出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，并且含有Sn的半球形偏析物中Mg 富集明顯，自腐蝕嚴(yán)重，惡化了電化學(xué)性能。Sn4+增強了Al-Zn-In和Al-Zn-In-Sn 陽極的表面活性，促進了陽極的活化溶解，并且提高了鋁陽極的電流效率。在添加了SnCl4的氯化鈉溶液中，Al-Zn-In-Sn 陽極的腐蝕比A

4、l-Zn-In 陽極更加均勻。稀土合金元素和氯化物溶液中的Ce3+離子改善了Al-Zn-In 陽極的電流效率。Al-Zn-In 陽極在加入了CeCl3的氯化鈉溶液中的陽極溶解開始于Ce 富集的圓形沉積物附近。大多數(shù)含Ce的圓形沉積物分布在Al基體。Ce的沉積促進了鋁犧牲陽極表面的活化。溶液中添加的Ce3+抑制了Al-Zn-In-RE 陽極中合金元素Ce的活化溶解。添加了合金元素Te的Al-Zn-In-Te 陽極具有更低含量的有害物質(zhì)Fe

5、和Si，更低的腐蝕電位，較低的自腐蝕速率和更高的電流效率。Al-Zn-In-Sn-Te 系列陽極比Al-Zn-In-Te 陽極腐蝕電位更負(fù)，電流效率更高。但過量的Te 導(dǎo)致鋁陽極的電化學(xué)性能損失。添加Te 元素的Al-Zn-In-Te 陽極的腐蝕開始于在晶界和晶間上Zn和Te 富集的半球形偏析相。鑄造過程中適當(dāng)增加保溫時間能使鋁陽極的活化元素在半球形偏析物中更加富集，促進鋁陽極表面活化，減少析氫自腐蝕，提高電流效率。當(dāng)保溫時間過長，達到