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。     

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。     

二元合金超微粉末中化合物相生成规律的研究

采用感应加热式的气相蒸发法制备了 Mg- Sb,Bi- Mg,Pb- Mg,Mg- Zn和 Sb- Zn五种合金的超微粉末 ,研究了超微粉末中的相生成规律及粉末粒子的形貌和组织特征 .在 5种合金的超微粉末中均未出现在其合金相图上不存在的化合物相或固溶体相 .在 Mg- Sb合金超微粉末中生成了β-Mg3Sb2 高温相 ,在 Bi- Mg合金超微粉末中生成了 γ- Mg3Bi相 ,在 Mg- Zn合金超微粉末中生成了ε- Mg Zn2相 ,在 Sb- Zn合金超微粉末中生成了 Sb Zn,Sb3Zn4 和 Zn3Sb2 化合物相 ;对于在相图上同时存在固溶体相和化合物相的 Pb- Mg合金 ,超微粉末中只生成了β- Mg2 Pb相 ,未发现固溶体相 .各种合金超微粉末粒子的形貌与相应的纯金属超微粉末的形貌不同 ,形状不规则 ,表面粗糙 ,含有化合物相的粒子衬度不均匀 ,为复相混合组织     

稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能

通过向Al-5Zn-0．05In-0．1Sn铝舍金基体中添加不同量的稀土元素Ce，制得一系列含稀土Ce的合金。采用扫描电镜和能谱分析，研究稀土对铝合金阳极微观组织的影响，并进行将稀土铝舍金用作铝空气电池阳极的电化学性能测试。研究结果表明：当Ce的含量不大于0．5％时，细化枝晶的效果较好；添加稀土元素Ce，铝舍金阳极的自腐蚀电位负移，放电稳定性和放电电压提高；当以50mA／cm^2的电流密度恒流放电时，Ce含量为0．3％的舍金放电性能最好，放电电压为1．118V，放电时间达到13h；添加稀土元素Ce能改善铝舍金阳极的耐腐蚀性能。     

硅酸钠对空气电池中镁阳极腐蚀行为及放电性能的影响研究

镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,利用镁和空气中的氧分别作为负极和正极的活性反应物可构筑镁空气电池,抑制强活泼性的镁在放电过程中的自腐蚀是提高镁空气电池放电效率的主要手段.本工作研究电解质添加剂硅酸钠对空气电池中镁阳极腐蚀行为及放电性能的影响.动电位极化、电化学阻抗技术,结合浸泡腐蚀形貌观察、X线能谱分析的研究结果...     

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.     

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.     

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.     

镁及镁合金在有机溶液中电化学行为研究

选用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、AN(乙腈)、PC(碳酸丙烯酯)和THF(四氢呋喃)等4种非质子溶剂中添加Mg(ClO4)2配制成0.5 mol/L溶液,研究纯镁在其中的电化学性能;选用Mg+Ga+X和AP65两种镁合金,电解液为0.5 mol/L Mg(ClO4)2/DMF,测试其交流阻抗、恒电流放电性能. 测试结果表明,镁电极在上述4种溶液中,表面均会形成一层钝化膜,从而导致放电时引起高的阳极极化现象. 采用合金时,放电性能较纯镁电极有很大的改善.     

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.     

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.     

Mg-6Zn-(Al,Ca)镁合金显微组织及力学性能

利用WD-10A电子拉伸试验机和RD2-3型蠕变试验机对Mg-6Zn-(Al,Ca)系列镁合金的力学拉伸强度及高温蠕变性能进行测试,研究其显微组织对高温性能的影响,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析等方法进行分析表征.研究结果表明,Mg-6Zn-2Al-0.3Mn(ZA62)具有较好的综合力学性能,其铸态显微组织主要由α-Mg基体和致密片状Mg51Zn20共晶相组成.少量Ca加入ZA62合金后,抑制了Mg51Zn20相的析出,并代之形成了含Ca的MgZn相和τ相.随Ca加入量增加,晶间相的数量增加,合金组织中出现另一热稳定四元Mg-Zn-Al-Ca化合物相.当w(Ca)>0.5%时,合金晶粒显著细化.随Ca含量增加,合金常温拉伸强度和塑性呈下降趋势,基体显微硬度减小.加入Ca提高了合金高温拉伸强度,改善了合金蠕变性能.在175℃/70 MPa条件下,合金蠕变性能受合金晶粒尺寸影响,随晶粒尺寸的减小,蠕变变形量增加.     

变形Mg--1.5 Zn--x Ce合金织构及室温成形性能

实验研究了不同Ce元素含量对变形Mg-1.5Zn合金的织构及室温成形性能的影响.结果表明：在相同的热轧和退火工艺处理后,添加不同含量的Ce元素均可以有效弱化镁合金织构强度. Mg-1.5Zn合金中添加质量分数为0.2%的Ce元素后表现出了优异的室温成形性能,织构强度最大值仅为2.20,织构沿着横向分裂,并且基面法向即c轴沿着横向发生约为±35°偏转,室温下轧向方向延伸率达到23.2%,埃里克森杯突值为5.46,平面各项异性系数△r=0.01;然而,Mg-1.5Zn合金中添加质量分数分别为0.5%和0.9%的Ce元素后,织构强度增加,埃里克森杯突值减小,由于在合金中生成了粗大的第二相粒子,使得Mg-1.5Zn-xCe合金的室温成形性能变低.     

La0.75Mg0.25Ni3.5-xMx(M=Si,Zn;x=0～0.5)储氢合金的相结构与电化学性能

研究Si和Zn元素分别部分替代Ni后合金La0.75Mg0.25Ni3.5-xMx(M=Si,Zn;x=0～0.5)的微观组织及电化学性能.X射线衍射(XRD)结果表明, La0.75Mg0.25Ni3.5-xSix合金由CaCu5型相、Ce2Ni7型相和LaMgNi4型相组成,随着Si含量增加,CaCu5型相明显增加.La0.75Mg0.25Ni3.5-xZnx合金由CaCu5型相、Ce2Ni7型相和LaNi3型相组成.随着Zn的增加,合金中Ce2Ni7型相逐渐减少,CaCu5型相和LaNi3型相则相应增加.电化学实验表明,2种元素的加入均使得合金的高倍率放电性能下降;Si的加入降低了合金最大放电容量和交换电流密度,但活化次数也随之减少,电化学循环稳定性提高.Zn元素的加入,对合金最大放电容量影响较小.     

Al含量对AJC镁合金显微组织和力学性能的影响

以Mg-4Al-2Sr-1Ca合金为基体,在提高合金中Al含量的基础上,配制了不同成分的几种Mg-(4-7)Al-2Sr-1Ca合金.研究了Al含量对Mg-Al-Sr-Ca合金显微组织和力学性能的影响.研究发现,Mg-4Al-2Sr-1Ca合金的主要组成相为α-Mg,沿枝晶界分布的Mg2Ca α-Mg共晶相、Mg-Al-Sr三元相及晶内Al2Ca颗粒相.当Al元素质量分数增大到5%～6%时,合金中出现了(Mg,Al)2Ca相;进一步增大Al元素质量分数至7%,另一种新相Al4Sr相也被观察到.随着Al含量的增大,合金的强度和塑性在室温和高温下都有所上升.在175℃/70MPa和200℃/70MPa下,Mg-5Al-2Sr-1Ca和Mg-6Al-2Sr-1Ca合金表现出了比其他合金更好的高温抗蠕变性能.     

超轻Mg-Li-Al-Zn合金的制备与性能研究

在氩气氛围保护的手套箱内熔炼和浇铸,并结合热轧工艺制备高强超轻Mg-(5％～8％)Li-1％Al-1％Zn合金.探讨了元素成分对镁锂合金材料的组织结构、强塑性和断裂形式的影响.结果表明:Li元素质量分数从5％上升到6％,材料的抗拉强度和塑性变形能力有明显提升;但随着Li元素增加到8％,材料抗拉强度有所降低,但是塑性变形能力保持提升,并提升明显.此外,在Li元素质量分数低于6％时,分别加入质量分数为1％的Al和Zn元素,可以明显提高材料的抗拉强度和塑性变形能力;但Li元素质量分数增加到8％时,1％Al和Zn元素的加入虽然能提升材料的抗拉强度,但是塑性变形能力急剧降低.金相与断口形貌观察结果表明,均匀分布的β-Li相是提升材料塑性变形能力的关键因素,Al和Zn元素的加入,有强化相的形成和析出,以提升材料强度.     

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。     

稀土Ce对Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd合金微观组织和细化行为的影响

研究了稀土Ce添加量对Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd中间合金微观组织和细化行为的影响,结果表明:Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd中间合金基体上分布着条状的TiAl_3相,径向尺寸为10-200μm,轴向尺寸为30-40μm;当Ce加入量为0.5%时,Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd中的TiAl_3相尺寸明显降低,并随着Ce含量增加,TiAl_3相尺寸进一步降低,当Ce加入量增至1.5%时,细化剂中的TiAl_3颗粒相变得更加细小,并在轴向上发生离断;与Al-5Ti相比,Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd-1.5Ce对Al-7Si合金的α-Al细化更显著,并对合金中的共晶硅也有细化作用.     

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 .     

Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金力学性能与组织演变

为了提高合金的力学性能,通过微合金化的方法设计了一种新型超轻Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金,通过熔铸、均匀化、多向锻造和异步轧制工艺获得了细晶镁合金板材。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等表征手段研究了合金微观组织的演变,利用拉伸试验机测试了合金变形前后的室温拉伸性能,研究了不同状态下合金的力学性能,讨论了合金力学性能与微观组织转变的影响因素。结果表明,在铸态Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金中存在着α-Mg基体和Mg₂Sn、AlLi、Al₂Y和Al₂Er等第二相颗粒,多向锻造和异步轧制组合工艺有效地细化了Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金的晶粒,使合金的平均晶粒尺寸减小到7.15 μm,室温下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高至255 MPa、220 MPa 和24.9%。