牺牲合金铝管的阳极性能影响铝合金牺牲阳极广泛应用于各类船舶、采油平台等海洋基础设施的腐蚀防护。目前国内外在牺牲阳极研究工作中主要采用改变合金元素含量或冶炼工艺的方法,然而关于杂质元素含量对铝合金阳极电化…
牺牲
合金铝管的阳极性能影响
铝合金牺牲阳极广泛应用于各类船舶、采油平台等海洋基础设施的腐蚀防护。目前国内外在牺牲阳极研究工作中主要采用改变合金元素含量或冶炼工艺的方法,然而关于杂质元素含量对铝合金阳极电化学性能影响的研究工作鲜见报导。因此,研究Fe、Si和Cu对铝合金阳极在海水中电化学性能的影响规律具有现实意义。本文采用电化学、微观扫描电化学测试方法和扫描电镜、电子探针、电感耦合等离子体质谱等现代物理测试技术,考查了不同Fe、Si、Cu和In含量对Al-Zn-In-Mg-Ti合金阳极在海水中电化学性能的影响规律,得出以下结论。Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti(wt.%)合金中添加 0.10 wt.%Fe 时,可使牺牲阳极在海水中的工作电位处于-1.052～-1.067 V之间,实际电容量为2665.97 A.h.kg-1,电流效率达到92.89%。同时添加Fe、Si和Cu,可产生元素间的协同作用,并验证了此含量配比对Al-Zn-In牺牲阳极电化学性能的影响规律存在普遍性。Al-5Zn-In-0.09Si-0.1Fe-0.005Cu(wt.%)合金中添加 0.02 wt.%In 时,可使铝合金牺牲阳极在海水中的工作电位大小适中,促使被保护金属发生阴极极化,避免阴极区的析氢自腐蚀。当In含量低于0.02 wt.%时,阳极不能被充分活化易出现局部腐蚀。当In含量高于0.02 wt.%后,阳极易形成较多的偏析相诱发大量晶间腐蚀,引起晶粒剥离,降低铝合金阳极电流效率。阳极的开路电位足够负,电化学极化性能较好,呈现低钝化膜电阻和高双电层电容的特性。而当Fe含量超过0.10 wt.%后,阳极活性溶解阻力增大,电流效率降低。Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti(wt.%)合金中添加 0.09 wt.%Si 时,可使牺牲阳极在海水中的工作电位处于-0.918～-0.935 V之间,实际电容量为2450.94 A.h·kg-1,电流效率为85.42%。阳极的平均晶粒尺寸为47 μm,等轴晶增多,组织均匀性得到改善,在阴极保护过程中溶解均匀。当Si含量超过0.09wt.%后,铝合金钝化膜电阻增大,电流效率降低。Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti(wt.%)合金中添加 0.005 wt.%Cu 时,可使牺牲阳极在海水中的工作电位处于-1.057～-1.078 V之间,实际电容量为2674.73 A.h·kg-1,电流效率高达93.22%,具备较好的溶解表观形貌。
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