稀土镧对Mg-7Al-2Zn镁合金阳极材料腐蚀和电化学性能的影响

制备了Mg-7Al-2Zn、Mg-7Al-2Zn-0.05La、Mg-7Al-2Zn-0.10La 3种镁合金阳极材料,研究了稀土镧元素对合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀和电化学性能的影响。采用析氢和自腐蚀测试、扫描电子显微镜、电化学工作站、蓝电测试系统,研究了镁阳极的腐蚀行为和电化学性能。结果表明：镧元素的添加显著抑制了Mg-7Al-2Zn合金的析氢反应,提高了合金的耐蚀性,腐蚀方式由不均匀腐蚀向均匀腐蚀转变。添加少量的La可以保持镁合金的活性。Mg-7Al-2Zn-0.05La合金作为阳极材料时,镁空气电池的放电电压和能量密度达到最大值,分别为0.96 V和1 092.8 mWh·g^-1。     

二元铝合金在碱性介质中的腐蚀与电化学行为

研究Al-Me(Me:Mg,Zn,Bi,Sn,Pb,In,Ga)二元合金在25℃ 4 mol/L NaOH碱性介质中的析氢腐蚀速率、自腐蚀电位、恒电流极化电极电位.结果表明:在25℃ 4 mol/L NaOH碱性介质中,纯铝中加入Zn或In的Al-Me二元合金析氢腐蚀速率增大,自腐蚀电位负移;加入Bi或Ga的Al-Me二元合金析氢速率影响不大,自腐蚀电位负移;添加Mg,Sn或Pb的Al-Me二元合金析氢速率降低,自腐蚀电位正移.当以100 mA/cm2的电流密度进行恒电流极化时,Mg,Zn,Bi,In能使Al-Me二元合金电极电位稍有负移,Sn,Pb,Ga能使Al-Me二元合金电极电位大幅度负移.     

AZ31镁合金在模拟体液中的腐蚀行为研究

采用析氢实验和电化学测试技术,并结合三维显微技术研究H2PO-4、HCO-3以及pH值对AZ31镁合金在模拟体液中腐蚀行为的影响。结果表明,H2PO-4和HCO-3对AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀具有一定的缓蚀效果,在NaCl+KH2PO4和NaCl+NaHCO3溶液中浸泡54h后,AZ31镁合金表面起伏幅度由在NaCl溶液中的150μm分别降至55μm和80μm左右,但表面均出现不同程度的局部腐蚀倾向;随着pH值上升,AZ31镁合金在Hank’s液中的腐蚀速率下降,但pH值越高,AZ31镁合金在受到阳极极化时的局部腐蚀倾向也越大。     

合金元素对铝阳极电化学性能的影响

通过正交试验法研究Mg,Sn和Hg元素对铝合金阳极电化学性能的影响,采用恒电流扫描法、动电位极化法和排水析氢法检测Al-Mg-Sn-Hg阳极的电化学性能和腐蚀性能,采用环境扫描电镜结合能谱分析研究A1-Mg-Sn-Hg阳极的表面形貌和显微组织.结果表明:Sn和Hg的加入使得一部分Mg与2种元素形成第二相,成为80℃、大电流密度下铝阳极活化的主要因素,并能很好地抑制析氢;另一部分Mg固溶在Al中,成为铝阳极保持活化状态的重要原因;得到了综合性能优良的Al-Mg-Sn-Hg铝合金阳极材料,它在电流密度为650 mA/cm2、80℃、4.5％的NaOH溶液中稳定电位为-1.707 V,析氢速率为0.38 mL/(cm2.min).     

锑对镁空气电池阳极性能的影响

为了探索放电性能更好的镁空气电池阳极,制备了3种镁合金,分别为Mg-6％Al-1％Zn,Mg-6％Al-5％Pb-1％Zn和Mg-6％Al-5％Pb-1％Zn-0.5％Sb,与工业空气阴极、NaCl溶液组成镁空气电池.利用X射线衍射、扫描电镜、电化学工作站和蓝电测试系统,检测镁合金阳极的微观组织和电化学性能.结果表明:在镁合金中加入质量分数为0.5％的Sb后,晶粒尺寸明显减小,第二相 β-Mg17 Al12细化,腐蚀电位负移,腐蚀电流密度减小.Sb元素明显减少了合金的析氢反应,提高了镁阳极的放电电压,使放电产物更容易从合金表面脱落.     

AZ31镁合金表面羟基磷灰石涂层的制备和表征

以氢氧化钙和磷酸二氢钙为前驱物,在AZ31镁合金表面通过溶胶凝胶法制备了羟基磷灰石涂层。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌、截面进行了分析表征,利用电化学工作站测试了该涂层在生理盐水中的动电位极化曲线和电化学阻抗谱,并对涂层在Hank’s模拟体液中的析氢量和浸泡腐蚀形貌进行了表征。结果表明,溶胶凝胶法制备的羟基磷灰石涂层纯度较高,结晶性良好,涂层厚度在8μm左右;动电位极化曲线结果显示,该涂层的腐蚀电流密度为1.486 4×10-2 mA/cm2,与空白镁合金的腐蚀电流密度相比降低了5倍左右。析氢试验及其浸泡腐蚀形貌进一步说明羟基磷灰石涂层能有效地保护镁合金基体。     

Sn对Mg-Al-Sn-Zn系海水电池用镁阳极材料组织及电化学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜和结合能谱仪研究了Sn对镁阳极材料显微组织、相结构、表面形貌及成分分布的影响;并通过恒电流法、动电位极化法和排水集气法等研究了该镁合金的腐蚀行为和电化学性能.结果表明:合金元素Sn的加入可以抑制棒状β-Mg17Al12相沿晶界析出,随着Sn含量的增大,颗粒相Mg2Sn增多;均匀化处理使大部分β-Mg17Al12相溶解,而残留Mg2Sn未溶相.Sn的加入可以提高镁合金自腐蚀电位和析氢率,当Sn质量分数为1%时镁合金阳极的放电电压和电流效率最大.析氢率随电流密度的增大而增大,当电流密度为20mA.cm-2时电流效率最高,可达82.28%.腐蚀产物主要成分为MgO和Al2O3,且疏松,易脱落,使镁合金阳极的工作电位负而且稳定,可促进电池反应深入进行.     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.     

固溶处理对Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn阳极组织和性能的影响

为了改善铸态Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn(质量分数,%)阳极的加工性能,对其进行固溶退火处理。采用浸泡法、恒电流和动电位极化扫描法及电化学阻抗法,研究不同固溶时间对其在3.5%(质量分数)NaCl中自腐蚀和电化学行为的影响;采用光学显微镜、扫描电镜对其显微组织和腐蚀形貌进行观察。研究结果表明:经400℃固溶24h,粗大的β-Mg17Al12相完全回溶于基体中,枝晶偏析基本消除;与铸态合金相比,晶界附近富Al区的消失使得固溶态合金耐蚀性能降低,晶体缺陷的减少使得放电性能变差;随着固溶时间延长,阴极β-Mg17Al12相的减少使得合金耐蚀性能提高,合金元素固溶度的增大使得合金放电性能提高;在放电过程中,放电产物层不断脱落,维持了镁合金阳极的放电活性。     

Sn对AZ61镁合金腐蚀与电化学性能的影响

研究了Sn元素对AZ61镁合金阳极材料显微组织及其在3.5%的氯化钠溶液中的电化学性能和腐蚀速率.结果表明：Sn元素的加入抑制了β相的析出,生成了新的第二相,数量随着Sn含量的增加而增多;Sn元素的加入提高了AZ61镁合金阳极活性,改善了镁合金的电化学性能,随着Sn含量的增加,合金的自腐蚀电位负移,腐蚀速率稍有增加,恒电流放电电位负移,当Sn含量为3%时,AZ61-Sn镁合金阳极材料电化学综合性能明显优于AP65镁合金.     

Influence of Mg_5Ga_2 compound on microstructures and electrochemical properties of Mg-5%Hg-22%Ga alloy

The Mg-5%Hg-22%Ga(mole fraction) alloy was melted.Aging at 573-673 K for different times was carried out to ensure the fine dispersion of the Mg_5Ga_2 compound.Scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffractometry(XRD) and energy spectrum analysis(ESA) were employed to characterize the microstructures and phases of the Mg-5%Hg-22%Ga alloy.The electrochemical and corrosion behaviors of the above alloy were studied by potentiodynamic,galvanostatic and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) measuremen...     

固溶处理对AP65镁合金阳极放电活性的影响

采用熔炼铸造法制备AP65镁合金阳极材料,采用扫描电镜(SEM)结合能谱分析(ESA)研究不同状态下试样的显微组织和腐蚀形貌,采用X线衍射仪(XRD)分析不同状态下试样的相结构,采用动电位极化扫描法、恒电流氧化法和交流阻抗法研究不同状态下试样在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。研究结果表明:铸态试样在晶界处存在不连续分布的第二相Mg17Al12,该第二相能增强试样的耐蚀性,但导致试样局部腐蚀严重且放电活性较弱;经400℃固溶24 h后第二相溶解,试样的耐蚀性减小,腐蚀相对铸态试样均匀且放电活性增强。     

AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜

利用交流脉冲方法在AZ91D铸造镁合金表面成功实现阴、阳极微弧电沉积陶瓷膜,并使用SEM和xRD等手段对陶瓷膜的厚度、组织形貌、成分、结构和耐蚀性作了相应研究分析.结果表明,应用交流脉冲方法不仅能够在AZ91D铸造镁合金上实现阴、阳双极微弧电沉积陶瓷膜,同时在阴、阳极陶瓷膜中电沉积有稀土元素Ce.通过比较动电位扫描极化曲线和交流阻抗分析发现阴、阳极微弧氧化处理后AZ91D镁合金的耐蚀性得到显著提高.     

AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为

采用Tafel极化曲线、电化学阻抗谱方法研究了AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行了观察,结合介质pH值测量,讨论了腐蚀机理。结果表明,AZ40镁合金在模拟海水介质中的耐蚀性能较差;腐蚀自发发生,初期以点蚀为主要特征;由于Mg(OH)2等腐蚀产物存在较多缺陷,且分布不均匀,不能有效阻止腐蚀的发展,致使腐蚀扩展迅速,合金表面在短时间内就被严重破坏。     

NaCl溶液中20Cr9Ni5Co14不锈钢电化学腐蚀行为

采用电化学极化技术(动电位极化技术、线性极化技术和循环极化技术)和交流阻抗技术研究了不同条件下20Cr9Ni5Co14超高强度不锈钢的电化学腐蚀行为,并采用扫描电镜对极化后腐蚀形貌进行了表征.结果表明,20Cr9Ni5Co14钢在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中出现钝化.随着Na Cl浓度的升高,钝化现象消失,而自腐蚀电流密度从8.223×10-7A/cm2减小至1.129×10-7A/cm2;随着p H值的降低,20Cr9Ni5Co14钢的致钝电位和过钝化电位增加.在p H值高于3时,腐蚀产物膜具有良好的耐腐蚀性能而导致反应步骤成为控制步骤.而当p H值降低到2时,腐蚀产物溶解速度很快,金属界面发生腐蚀速率很大,浓差极化成为了控制步骤.对腐蚀形貌研究表明,20Cr9Ni5Co14钢在极化过程中出现点腐蚀,导致了材料的耐腐蚀性能下降.     

应变诱导熔体活化处理对Zn牺牲阳极组织和性能的影响

The microstructural properties and electrochemical performance of zinc (Zn) sacrificial anodes during strain-induced melt activation (SIMA) were investigated in this study. The samples were subjected to a compressive ratio of 20%–50% at various temperatures (425–435°C) and durations (5–30 min). Short-term electrochemical tests (anode tests) based on DNV-RP-B401 and potentiodynamic polarization tests were performed in 3.5wt% NaCl solution to evaluate the electrochemical efficiency and corrosion behavior of the samples, respectively. The electrochemical test results for the optimum sample confirmed that the corrosion current density declined by 90% and the anode efficiency slightly decreased relative to that of the raw sample. Energy-dispersive X-ray spectroscopy, scanning electron microscopy, metallographic images, and microhardness profiles showed the accumulation of alloying elements on the boundary and the conversion of uniform corrosion into localized corrosion, hence the decrease of the Zn sacrificial anode’s efficiency after the SIMA process.     

基于陶瓷电极的质子交换膜在低温常压合成氨中的应用

以多孔性Ni—La0.9Ba0.1Ga0.8Mg0.2O（3-α）为阳极,多孔性Sm0.2Ce0.8O2为阴极,基于质子离子液体（PIL）的质子交换膜为电解质,组装成单电池。用交流阻抗法测定质子交换膜在氢气气氛中30-110℃的电导率,最高电导率出现在90℃,为1.4×10^3 S cm^1。用该单电池进行常压合成氨,最佳条件下（温度为90℃,电流为1.4 mA）的氨产率为3.5×10^-9mol s^-1cm^-2。     

超重力法制备的LDH涂层对镁合金耐蚀性的提升作用

采用超重力法在旋转填充床（RPB）中制备富马酸根与柠檬酸根复配插层的层状双氢氧化物（LDH）浆液,然后进行水热处理,在AZ31镁合金表面生长出富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对LDH粉末进行表征,利用X射线光电子能谱仪（XPS）对AZ31镁合金表面的LDH涂层进行表征,结果证明成功制备出富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层。使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察LDH涂层的外观形貌,通过电化学试验测试了生长LDH涂层的AZ31镁合金的耐腐蚀性能,结果表明,采用超重力法制备的含有富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层表面生成完整、致密的覆盖层,几乎看不到簇立状的LDH片。与共沉淀法相比,使用超重力法制备的LDH涂层,其动电位极化曲线拟合出的腐蚀电位更大,腐蚀电流密度更小。在3.5% NaCl溶液中浸泡96 h后,采用超重力法制备的含有富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层的阻抗值R_ct为56.69kΩ·cm²,大于仅浸泡1 h的采用共沉淀法制备的不含富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层（R_ct为49.45kΩ·cm²）,表明超重力法制备的LDH涂层表现出更好的耐腐蚀性。