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.     

高压凝固Al—17Zn-1．5Mg合金组织与显微硬度

利用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对常压及6GPa高压下凝固的Al-17Zn-1．5Mg合金的组织和显微硬度进行了研究。结果表明,Al-17Zn-1．5Mg合金在常压凝固条件下,由α-A1相和MgZn2相组成,其中α—Al相长成粗大的枝晶,大量针状第二相位于枝晶间位置,相互连接形成网络状。当该合金在6GPa高压下凝固时,枝晶组织显著细化,第二相尺寸减小、数量减少,形态变成点粒状。合金高压凝固后,显微硬度增加了21％。     

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。     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11%Al、Zn-11%Al-1.5%Mg、Zn-11%Al-3%Mg和Zn-11%Al-4.5%Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11%Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明：Zn-11%Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn2三元共晶、块状 MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe2 Al5 Znx和FeAl3 Znx相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11%Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂. Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

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.     

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。     

喷射沉积Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金的微观组织与力学性能

利用喷射沉积技术制备了Al－20Si－5Fe－3Cu-1Mg合金,借助扫描电镜（SEM）,X-射线衍射和拉伸试验等手段研究了喷射沉积合金的微观组织和力学性能,分析了Fe对合金挤压和热处理后的组织变化．拉伸试验结果表明,喷射沉积Al－20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金具有比粉末冶金Al-20Si-3Cu-1Mg合金更高的高温（300℃）强度．     

无电镀镍浸金处理电路板在 NaHSO3溶液中的腐蚀电化学行为与失效机制

采用交流阻抗谱研究了无电镀镍浸金处理电路板在模拟电解质溶液(0.1 mol·L-1 NaHSO3)中的电化学腐蚀行为,并结合体视学显微镜、扫描电镜、X射线能谱分析等手段分析了试样表面腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制.无电镀镍浸金处理电路板在NaHSO3溶液中的耐蚀性较差,浸泡12 h试样表面局部即发生变色,伴随有微裂纹的产生.电解液能够通过裂纹直接侵蚀Cu基底,并在微裂纹周围生成较多的枝晶状结晶产物,其主要组分为Cu2 S.该结晶腐蚀产物的不断生成使局部区域中间Ni过渡层与Cu基底结合部位存在较大的横向剪切应力,最终造成Ni镀层的脱离与鼓泡现象.     

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.     

花状五水合碳酸镁的制备及形成机理研究

以菱镁矿为原料,磷酸二氢钾为添加剂,通过水溶液法合成了花状五水合碳酸镁,利用扫描电子显微镜、X射线衍射和FT-IR对晶体的微观形貌、晶相组成进行了分析,探讨了热解时间对晶体形貌的影响,分析了其形成机理,研究了五水合碳酸镁的晶体结构.结果表明,热解时间为30min时,可获得长15~30μm,宽100~500nm的花状五水合碳酸镁.五水合碳酸镁晶体中Mg2+呈两种不同的八面体配位,分别构成水合络阳离子Mg(H2O)2+6和络阴离子〔Mg(H2O)4(CO2-3)2〕2-,其化学式为Mg(H2O)6·Mg(H2O)4(CO2-3)2.磷酸二氢钾在五水合碳酸镁表面的吸附作用,改变了各晶面的表面能和生长速度,促使其异质成核并逐渐叠合形成花状体.     

55%铝—锌—1.6%硅合金镀层的耐蚀性能

在盐雾试验（ＮＳＳ、ＡＳＳ）、曝气试验、浸泡试验和缝隙腐蚀试验的基础上,通过与锌镀层和铝镀层的对比,研究了５５％Ａｌ－Ｚｎ－１．６％Ｓｉ合金镀层的耐蚀性能．镀层中富锌相的存在,导致缝隙腐蚀中的自催化酸化闭塞电池难以形成,因而该镀层的耐缝隙腐蚀性能优于铝镀层;在其他试验条件下,由于镀层表面富铝相占较大面积,使得镀层的耐蚀性高于锌镀层,接近于铝镀层．钝化处理后各镀层耐蚀性均有显著提高．     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8-Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145.xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

热镀55%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的腐蚀行为

开展了热镀55%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的实海腐蚀测试,并利用电化学测试、失重腐蚀测试和扫描电镜首次研究了镀层的海水腐蚀行为.结果表明,由于腐蚀电流密度小,腐蚀产物具有保护性,55%铝-锌镀层在全浸区的耐蚀性能比镀锌层和5%铝-锌镀层好;由于保护性锌的腐蚀产物被滞留在富铝的枝晶网络中,充分的充气条件又促进了镀层富铝相的钝化,镀层腐蚀的传质过程受到明显抑制,所以55%铝-锌镀层在潮差区和飞溅区的耐蚀性能显著优于全浸区,是全浸区的2到3倍;值得注意的是,镀层在全浸区出现较严重的局部腐蚀.     

低品位氧化锌矿的浓硫酸焙烧

采用浓硫酸焙烧新工艺,提取低品位氧化锌矿中的锌、铁、铝.考查了反应温度、反应时间及酸矿摩尔比对低品位氧化锌矿中锌、铁、铝提取率的影响.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对熟料和尾渣的微观形貌进行了表征并分析了生成产物成分.在此基础上,通过正交试验,确定最佳反应条件.研究结果表明:最佳反应条件为反应温度6735K,反应时间120min,酸矿摩尔比16∶1.此时,锌的提取率可达9902%,铁、铝的提取率分别为2378%与7768%,硅、钙、铅等元素富集在渣中.     

铝含量对无铅硅黄铜组织及性能的影响

利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）及电化学腐蚀试验、拉伸试验和切削试验等,观察并研究了Al的质量分数分别为0%,0.2%,0.4%和0.6%的65CuZn3Si无铅硅黄铜的微观组织、腐蚀性能、力学性能和切削性能.结果表明：当加入Al元素后,合金中开始出现富含P,Al,Mg的纳米级黑色小颗粒状质点,并且随着Al含量的增加,黑色质点的数量也随之增多,合金切削性能明显提高.合金的抗拉强度随Al含量的增加而增大,相应地伸长率有所下降,但仍能保持在12%左右.当Al的质量分数为0.6%时,65CuZn3Si合金的切削性能和力学性能达到最佳.     

Mg-Zr处理对FH40级船板钢铸态夹杂物特征的影响

采用定量金相及SEM-EDS手段对Mg,Zr及Mg-Zr处理FH40级船板铸钢中夹杂物粒径分布、平均粒径、总数量、总面积及成分、形貌等特征进行系统研究.结果表明,Mg,Zr及Mg-Zr处理后铸锭夹杂物平均粒径下降,夹杂物总数量增加.Mg的质量分数为0024%时,夹杂物中MgO平均质量分数为1257%,变质不充分;Mg的质量分数增加至0072%后,夹杂物中MgO平均质量分数为3558%,实现了氧化铝向MgO·Al2O3的充分变质,且夹杂物粒径明显减小.003%Zr处理后,铸锭夹杂物以Al2O3+MnS,Al-Zr-O+MnS为主;低Mg+高Zr,高Mg+低Zr,高Mg+高Zr处理炉次试验钢铸锭中均发现了含Zr夹杂物,其中高Mg+高Zr炉次形成了ZrO2夹杂,该类夹杂物被MgO·Al2O3包裹,团聚现象明显.     

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。     

Q235与Zn-Al涂层的耐蚀性及退化过程研究

既有水工钢闸门的主要防腐方法是在钢基体上热喷涂金属涂层,本试验针对Q235裸钢、Zn-15%Al热喷涂涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行对比研究,并分析各自的腐蚀机理。结果表明:裸钢的腐蚀产物(FeOOH和Fe3O4)随浸泡时间的增加而增厚;Zn-15%Al涂层的腐蚀产物(锌和铝的氧化物及氢氧化物)具有自封闭性,保护基体,减缓腐蚀。裸钢与Zn-Al涂层在快速腐蚀试验中的腐蚀退化过程均呈非线性规律,与自然环境下钢闸门构件锈蚀退化过程相符。