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.     

海水激活电池用Mg-Hg-Ga合金阳极材料的腐蚀行为

通过Mg-3％Hg-2％Ga阳极材料在3.5％ NaCl水溶液中的析氢和浸泡实验研究其宏观腐蚀速率,通过动电位极化法和交流阻抗谱分析镁合金的电化学腐蚀行为;用扫描电镜分析镁合金的表面腐蚀形貌,讨论Mg-3％Hg-2％Ga合金的腐蚀机理.研究结果表明;Mg-3％Hg-2％Ga在3.5％ NaCl介质中的析氢速率为2.4×10-4mL/(cm2·s),浸泡128 h后,试样表面腐蚀均匀,腐蚀产物易脱落;在10 mV/s的扫描速度下,动电位极化测得腐蚀电流密度为2.41 mA/cm2;在开路电位下测得电极电荷转移阻抗为222.6 Ω/cm2,等效电容为8.48×10-4F.Mg-3％Hg-2％Ga阳极材料可开发为海水电池用镁合金阳极材料.     

热浸Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层的组织与耐腐蚀性

对比研究热浸镀Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层组织与耐腐蚀性。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了合金镀层的组成相和显微组织,用全浸腐蚀试验和中性盐雾试验表征了合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明:Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层主要由Zn相、Al相和Mg Zn2相组成;合金镀层主要含有Zn+Mg Zn2二元共晶组织和Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织;Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg-Si合金镀层的耐腐蚀性能。     

热海水中热浸镀用锌及锌铝合金的电化学性能

为了定量比较不同热浸镀层用金属(或合金)在热海水中对钢铁基体的阴极保护作用,参照国标GB/T 17848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了50℃条件下的恒电流性能,计算了电流效率,观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性,并据此评价了它们的电化学保护性能.结果表明:Zn的电化学性能最好,Zn-55Al-1.6Si合金的电化学性能最差,Zn-5Al-0.1RE,Zn-5Al-0.5Mg,Zn-6Al-3Mg,Zn-11Al-0.2Si-3Mg,Zn-25Al-0.2Si-0.2Mg和Zn-25Al-0.2Si-0.2RE合金介于二者之间.     

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.     

轧制方式对镁合金生体腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、浸泡质量损失和拉伸测试等手段研究了轧制方式(常规轧制和一道次高应变速率轧制)对镁合金(纯镁,Mg-4Zn,Mg-4Zn-0.3Ca和ZK60)在Hank’s溶液中腐蚀行为的影响.结果表明:与常规轧制态相比,高应变速率轧制态镁合金在长时间浸泡过程中平均腐蚀速率较低,抗拉强度下降幅度较小,耐腐蚀性能明显提高,可归因于晶粒细化、再结晶程度较高、孪晶较少和残余第二相相对粗大等;轧制态合金中第二相较少且较细小,表现为相对均匀的丝状腐蚀.     

AZ63-Gd_1镁合金的显微组织和电化学性能

采用OM、SEM、XRD及电化学测试等方法,研究了添加1wt.%稀土元素Gd对AZ63镁合金显微组织和电化学性能的影响。结果表明:添加Gd使AZ63镁合金的腐蚀均匀,电流效率提高至62%,提高了约11%;Gd的添加使Mg17Al12环链断开,呈弥散分布,含量降低,从而降低了自腐蚀;合金的相组成中增加了镁和Gd形成的GdMg2合金相。含1wt.%Gd的镁合金牺牲阳极腐蚀电位为-1.72V,负移了0.3V。     

温度对Al-Zn-In-Sn-Mg阳极性能影响的探讨

对Al 5Zn 0 .0 5In 0 .1Sn 1Mg合金牺牲阳极进行 5 10℃× 10h的固溶处理 ,测定了未经固溶处理和经固溶处理的阳极在 2 0℃和 6 5℃ 30 g/L的溶液中的电化学性能 ,并进行交流阻抗测试 .结果表明 :温度升高 ,铝阳极电化学性能和溶解性能变差 ;固溶处理对阳极性能改善有利 ;高温下 ,铝阳极晶粒脱落和析氢自腐蚀更剧烈导致阳极电流效率下降 .     

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.     

铸态Zn-Al-Sn-Bi合金在模拟酸雨溶液中的腐蚀性能

分别制备了Zn-15Al-1Sn-0.1Bi,Zn-15Al-3Sn-0.1Bi,Zn-15Al-5Sn-0.1Bi,Zn-15Al-7Sn-0.1Bi合金试样,研究在锌中加入Al、Sn和Bi元素提高合金综合性能和酸雨环境下的耐腐蚀能力,通过金相显微镜、扫描电镜、EDS能谱分析,观察合金的微观组织特征及成分,并研究其在模拟酸雨溶液中的浸态腐蚀性能及电化学腐蚀性能,结果表明:Zn-15Al-5Sn-0.1Bi合金具有平均腐蚀速率低,自腐蚀电流密度小,硬度和强度高,耐酸雨腐蚀能力强等特点.     

镧含量对铝合金牺牲阳极海水综合电化学性能的影响

【目的】分析Al-Zn-In-Si系牺牲阳极添加不同含量配比的稀土元素镧(La)时,其电化学性能的作用规律,获得在海水环境下最佳牺牲阳极电化学性能的La添加量。【方法】通过模拟海洋环境,采用XRD分析、极化曲线、交流阻抗(EIS)和恒电流加速试验等方法,研究含La铝合金牺牲阳极的开路电位、工作电位、溶解形貌、电流效率以及极化等行为及其发生机理。【结果】La的加入改变了铝合金牺牲阳极溶质元素的存在形式,并随着含量的变化对其产生不同程度的影响;EIS谱表明含La铝合金牺牲阳极活化溶解过程体现了点蚀诱导期和发展期,极化曲线表明加入过量La后铝合金牺牲阳极的腐蚀电位变正,活化性能变差;恒电流测试实验表明加入La后铝合金牺牲阳极的电流效率有所升高。【结论】适量添加稀土元素La可有效改善铝合金牺牲阳极在海水中的电化学性能,其中La含量为0.2%的铝合金牺牲阳极电流效率最高。     

Ga对Al-Zn-In合金牺牲阳极电化学性能影响

采用电化学测试技术和原子光谱、电子探针等分析技术,研究了Ga对Al-Zn-In合金牺牲阳极电化学性能的影响,分析了Ga、In等元素在合金中的分布形态和在铝合金活性溶解过程中的作用．结果表明,在3％的NaCl溶液中Al-4％Zn-0．022％In-0．015％Ga牺牲阳极工作电位为-1039mV．电流效率为96．3％．随着Al-Zn-In-Ga阳极中Ga的增加,阳极工作电位负移、电流效率下降,孔蚀愈加严重．电子探针分析发现,在Al-4％Zn-0．022％In。0．015％Ga阳极中Ga均匀地固溶于合金中,而In在阳极表面产生局部富集．A1-Zn-In-Ga阳极由于In^3 的活化作用．破坏了表面钝化膜,使电极电位负移,从而激活了Ga^3 的活性,使得Ga^3 、In^3 、Zn^2 等产生共同沉积,维持了阳极活性溶解。     

Ca对医用Mg-4Zn合金轧制板材组织与性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析和拉伸测试等手段研究了Ca含量(质量分数0.3%,0.6%和0.9%)对高应变速率轧制Mg-4Zn基合金板材显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响.结果表明:加入Ca可以细化Mg-4Zn合金的动态再结晶晶粒,导致合金中残余第2相的含量增加和尺寸增大,并提高其抗拉强度和屈服强度.其中,Mg-4Zn-0.9Ca合金的抗拉强度和屈服强度分别为300 MPa和278 MPa,比基体合金分别提高了12.4%和68.5%.然而,合金的耐腐蚀性能和剩余抗拉强度随着Ca含量的增加而下降,可归因于合金中残余第2相含量的增加以及尺寸增大.Mg-4Zn合金板材中第2相比较细小、分布均匀,倾向于均匀腐蚀,在0.9%NaCl溶液中浸泡7d的平均腐蚀速率为0.80mg/(cm~2·d),浸泡7d,15d后的剩余抗拉强度分别为217 MPa和205 MPa.     

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.     

合金元素对铝阳极材料电化学性能和显微组织的影响

通过正交试验设计出一种性能优良的铝合金阳极材料。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)并结合能谱(EDS)研究铝合金的相结构、表面形貌、显微组织和腐蚀产物,采用电化学方法和化学浸泡法研究铝合金阳极的电化学和腐蚀性能,得出Mg,Sn,Ga和In4种元素对铝阳极电化学及腐蚀性能的影响。研究结果表明:Mg是影响铝阳极电化学性能的最主要因素,低含量的Mg有利于提高铝阳极的电化学性能;In是影响析氢的最主要因素,高含量的In有利于抑制析氢。     

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).     

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。     

挤压及T5处理对Mg-Zn-Zr-Cu-Ca镁合金组织性能的影响

对新型Mg-6Zn-0.6Zr-0.5Cu-0.5Ca铸造镁合金进行挤压形变,研究了挤压及T5时效处理对合金组织性能的影响.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、电化学工作站表征分析了合金的组织形貌、物相组成、显微硬度及腐蚀速率.结果表明:热挤压使铸态镁合金发生了动态再结晶,晶粒破碎,析出相明显细化并呈弥散分布,主要物相为α-Mg、Mg Zn2、Mg Zn Cu、以及Mg2Ca相.T5时效处理使挤压态镁合金发生静态再结晶,随着时效时间的延长,析出相先细化后长大,当时效时间为12 h时组织最为致密均匀.铸态和原始挤压态试样的显微硬度值分别为72.94 HV0.1和76.4 HV0.1,随着T5时效处理的进行,合金显微硬度值呈先增后减的趋势,当时效时间为12 h时达到峰值(80.53 HV0.1).电化学测试结果表明,T5时效处理可有效降低镁合金的腐蚀速率,从而提高其耐蚀性.     

时效处理对Mg-4Zn合金组织及耐蚀性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、静态浸泡及电化学测试手段研究了时效处理对高应变速率轧制Mg-4Zn合金板材微观组织和耐腐蚀性能的影响.结果表明:轧制态Mg-4Zn合金组织由细小均匀的动态再结晶晶粒组成,平均晶粒尺寸为3μm,合金内部析出相分布不均匀,局部区域存在位错;预时效(70℃/10 h)处理后合金内部析出大量GPI区(长度3～10 nm,宽约2～3个原子间距)和球状GPII区(直径4～10 nm);70℃/10 h+160℃/2 h时效处理后合金内部位错密度显著降低且析出相分布更为均匀;Mg-4Zn合金在Hank's溶液中的腐蚀形式为丝状腐蚀与点状腐蚀相结合;随着时效时间的延长,其耐腐蚀性能呈现先升高后降低的趋势.时效2 h时合金的耐蚀性达到最佳(平均腐蚀速率为0.28 mg·cm-2·d-1,腐蚀膜厚约6.3μm,腐蚀电位为-1.41 V,腐蚀电流密度为11.8μA/cm2),可归因于时效后位错密度降低、析出相分布更为细小均匀.