AZ63镁合金牺牲阳极的研究进展
稀土Y对AZ63镁牺牲阳极电化学性能的影响研究
收 稿 日期 ：００ ０ — ８ ２ １ ～ ６ ２
评定 方 法》 最后 依 据 文献 ［］ ， ７中的方 法 ， 算 出 电流 计
效率
获奖项 目：０ ９ ２ ０ 年陕西省 电力公司科技进步一 等奖。 作者简介 ： 王紫鹏 （ ９ ４ ）男 ， １８一 ， 陕西户县人 ， 硕士研究生 ， 研究方向为金属的腐蚀与 防护。
１ 实验 方 法
３
ｎ
％ 珞 殇
研究 用 的材 料 为铸造 Ａ ６镁 阳极 ， 成 分见 表 Ｚ３ 其 １ 。为 消除取样 位 置对 晶粒大 小 的影响 ， 样制 备时 试
６ ６ ６
蚀与腐 蚀 防护 问题 变得 越来 越重要 。牺 牲 阳极保 护 法作 为金属 防腐蚀 的主要方 法 ，是 在被 保护 的金 属 上连接 电位更 负 、 更容 易腐蚀 的金 属 ， 这种 金属 的 靠 腐 蚀溶解 来保 护 阴极 【 Ｊ ｊ 。其优 点是 不需要 外加 电源 ，
科 技 成 果 专 题
Ｋ ｌ ＨＥ Ｏ Ｚ Ｕ Ｎ Ｔ Ｅｄ Ｃ ＮＧ ＧＵ Ｈ Ａ
３０ ０
２ 结 果 与讨 论
２１ 镁 阳极 的实验 室评定 结果 和显微 分析 ．
２５ ０ ２０ ０ １０ ５
－
ｌ ００ ５０ ０
．
经过 １天 的测量 ，得 出５ ４ 种镁 阳极在 饱 和Ｃ Ｓ ａＯ
不 干扰邻 近金 属设施 ， 电流分散 能力 好 ， 易于管 理 和
６
６
选取 铸锭 中部 ， 试样 尺寸 为＋１． ｍ ７ ２７ ｍｘ０ｍｍ。金相 试样 的制 备需要 先 经８０ ２０ ０ ０ ～ ０ 目砂纸 粗磨 ， 再用 抛 光布 加０５ ｍ 刚石粉 抛光 ，磨抛 后用 已二 酸 乙二 ． 金
牺牲阳极阴极保护设计说明
牺牲阳极施工图设计说明(五)阴极保护1.主要设计及施工规范《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2018《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2017《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-20232.设计概况本工程对消耗油库至外场供油干管和同油干管进行牺牲阳极阴极保护。
供油干管与回油干管平行敷设，采用联合阴极保护方式，被保护管道两端设绝缘接头。
被保护管道相关数据见下表：3.设计参数土壤电阻率：30Ω∙m覆盖层电阻率：≥10000Ω∙m2设计使用年限：20年管道最小保护电流密度：0.05mA∕m2管道自然电位：-0.55V(CSE)管道最小保护电位：-0∙85V(CSE)4.设计内容及技术参数4.1本工程设5组镁合金牺牲阳极，每组设3支阳极块，每组间距400米。
4.2设测试桩5组，与牺牲阳极结合设置。
5.材料的选用及技术要求5.1本工程选用镁合金牺牲阳极，牌号:AZ63B,质量符合《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015中的要求。
阳极形状选用梯形。
牺牲阳极应具有完整的质量证明文件，阳极上应标记材料类型，阳极质量和炉号。
阳极电化学性能、规格尺寸如下表：5.2牺牲阳极填包料由石膏粉、膨润土和工艺硫酸钠组成，它们的质量百分比为75：20：5o填包料预包装,袋子应采用麻袋或棉质布袋,不应采用化纤类包装袋。
填料厚度应均匀密实,各个方向填料厚度不小于200mmO5.3阴极保护电缆采用铜芯电缆，型号为：YJV22-1KV∕1X10mm26.主要施工技术要求6.1阳极使用前应对表面进行处理，清除表面氧化膜和油污，使其呈金属光泽。
6.2阳极采用立式埋地敷设方式，阳极与被保护管道间距3米，成组布置阳极间距3米，阳极覆土厚度不小于15米。
6.3牺牲阳极应埋设在冻土层以下，并尽量敷设在土壤电阻率低的位置。
阳极与管道之间不应存在其他金属构筑物。
镁合金牺牲阳极标准应用过程的问题探讨
ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｇ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ａ ｃ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ｏ ｄ ｅ ｓ（ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｒ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ
Ｆ ＡＮ Ｇ Ｚｈ ｏｎ ｇ — ｘ ｕ ｅ
（ ＭＡＣＨ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｌ ｉ ｎ ｙ ｉ ） Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｌ ｉ ｎ ｙ ｉ ２ ７ ３ ４ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｅ ｐ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ａ ｃ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ｏ ｄ ｅ ｉ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ｗｉ ｄ ｅ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ
AZ63镁合金牺牲阳极的研究进展
性能 影响 ， Ａ ６ 合金 牺 牲 阳极在 不 同介 质 环 境 中的 电化 学性 能 的研 究及 应 用进展 。并探 讨 了在研 究 及 Ｚ３镁
维普资讯
第 ４卷
第 ３期
装 备 环 境 工 程
Ｅ ＵＰ Ｅ Ｔ Ｎ ＩＯ Ｍ Ｎ Ａ Ｅ ＧＮ Ｅ ＩＧ Ｑ ＩＭ Ｎ Ｅ ＶＲ Ｎ Ｅ Ｔ Ｌ Ｎ ＩＥ ＲＮ ・０ １ பைடு நூலகம்・
２０ ０ ７年 ０ ６月
Ａ６ Ｚ ３镁 合 金牺 牲 阳极 的研 究进 展
Ｋｅ ｒ ｓ：Ａ ６ — ｌ ｙ；ｓ ｃ ｆ ｉ ｎ ｄ ｙ ｗｏ ｄ Ｚ ３ Ｍｇ ａｌ ｏ ａ ｒ ｃ ａ ａ ｏ ｅ；ｅｅ ｔ ｃ ｅ ｃ ｌｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｖ ｒｉｗ ｉ ｉ ｌ ｌｃｒ ｈ ｍｉ ａ ｅ ｆ ｍａ ｃ ；ｏ ｅｖ ｅ ｏ ｏ
镁合 金牺 牲 阳极 的共 同特 点是 密度 小 、 论 电 理 容量 大 、 电位负 、 极化 率 低 ， 钢铁 的驱 动 电压 很 大 对 （＞ ． ， 用于 高 电阻 率 的环境 介 质 中 ， 高 电 ０ ６Ｖ） 适 如 阻率 的土壤和淡 水 中。但不 足之 处是 它们 的 电流 效 率 只有 ５ ％左 右 ， 以人 们 在 镁 中加入 适 量 Ａ 、ｎ ０ 所 ｌｚ 和 Ｍｎ等 元 素 组 成合 金 ， 可使 镁 阳极 的 电化学 性 能
ａ ｌｙ ｓ ｃ ｆｃａ ｎ ｄｅ ｗａ ｖ ｒ ｉｗｅ ｌｏ ａ ｒｉ ｉｌａ ｏ ｓｏ ｅ ｖｅ ｄ、 Ｔｈ ｎ ｕ ｎｃ ｓ ｏ ｌｏ ｉｇ ｅｅ ｎｔ ｎ ｔ ｅ ｐｅｆ ｒ ｎ ｅ ｆｔ ｅ ＡＺ６ ｎ ｄ ｉ ｅ ｉ ｆ ｅ ｅ ｆａ ｌｙｎ ｌｍｅ ｓ ｏ ｈ ｒｏ ｍａ ｃ ｓ ｏ ｈ ｌ ３ ａ ｏ ｅ，ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｃ ｎ ｈｅ ｒ ｓ ａ ｈ ｒ
海水电池用镁合金阳极的研究进展
第51卷第4期表面技术2022年4月SURFACE TECHNOLOGY·1·研究综述海水电池用镁合金阳极的研究进展谷亚啸1，江静华1，谢秋媛1，马爱斌1,2，高正1（1.河海大学 力学与材料学院，南京 211100；2.宿迁市河海大学研究院，江苏 宿迁 223800）摘要：海水电池用镁合金阳极因其较负的电极电位、低的质量密度、大的电化学当量而受到人们的广泛关注。
概述了近年来有关海水电池用镁合金的研究进展。
首先，介绍了常见镁合金海水电池的分类（镁/金属氯化物电池、镁/海水溶解氧电池、镁/过氧化氢半燃料电池），详细说明了几种电池的工作条件与应用领域。
其次，归纳了镁合金海水电池存在的问题，包括不可避免的自腐蚀（如电偶腐蚀、点腐蚀等）以及负差数效应，这些副反应会产生大量的氢气并导致镁阳极利用率的下降。
除此之外，腐蚀反应生成的腐蚀产物会覆盖电极表面，减少电极的活性区域，使得阳极的工作电位很难达到技术要求。
针对上述存在的问题重点探讨了近年来的改进措施，具体有合金化、热处理、塑性变形。
目前，应用广泛的合金系主要有Mg-Hg-Ga 系、Mg-Al-Pb系、Mg-Al-Zn系等，在此基础上再进行挤压、轧制等塑性变形，并结合退火、均匀化等热处理方式，从而制备出高性能的镁阳极材料。
最后，展望了未来海水镁合金阳极的发展方向。
关键词：海水电池；镁合金阳极；合金化；热处理；塑性变形中图分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2022)04-0001-13DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2022.04.001Advances in Magnesium Alloys as Anodes of Seawater BatteryGU Ya-xiao1, JIANG Jing-hua1, XIE Qiu-yuan1, MA Ai-bin1,2, GAO Zheng1(1. College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 211100, China;2. Suqian Research Institute of Hohai University, Jiangsu Suqian 223800, China)ABSTRACT: Magnesium alloys as a highly promising anode for seawater battery have gained great attention due to the negative standard potential, low mass density, high theoretical capacity. This review offers the research progress on seawater battery of magnesium anode materials in recent years, first introduces the classification of common seawater batteries (Mg/metal chloride battery, Mg/dissolved oxygen seawater battery, Mg/hydrogen peroxide semi-fuel battery), and elaborates the operating conditions and application fields of these batteries. Then, this paper summarizes the problems of magnesium anodes, including inevitable self-corrosion (galvanic corrosion, pit corrosion etc.) and negative difference effect, which promote the evolution of收稿日期：2021-01-21；修订日期：2021-08-22Received：2021-01-21；Revised：2021-08-22基金项目：国家自然科学基金（51979099）；江苏省重点研发计划项目（BE2017148）；江苏省自然科学基金（BK20191303）Fund：Supported by the National Natural Science Foundation of China (51979099); Primary Research & Development Project of Jiangsu Province (BE2017148); Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20191303)作者简介：谷亚啸（1996—），男，硕士生，主要研究方向为镁阳极在海水激活电池中的应用。
2024年镁合金牺牲阳极市场发展现状
2024年镁合金牺牲阳极市场发展现状引言镁合金作为一种轻质、高强度和耐腐蚀的金属材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等行业。
然而，镁合金容易受到电化学腐蚀的影响，牺牲阳极技术成为解决镁合金腐蚀问题的有效手段。
本文将对镁合金牺牲阳极市场的发展现状进行分析和总结。
1. 镁合金牺牲阳极的基本原理牺牲阳极技术是利用一种电位负于镁合金的金属或合金，与镁合金直接接触，通过电流和电位差的作用来保护镁合金不被腐蚀。
基本原理是在阳极金属（牺牲阳极）和阴极金属（镁合金）之间形成一个电化学电池，在外加电压的作用下，使牺牲阳极开始溶解，而阴极金属则免受腐蚀。
2. 阳极材料的选择在镁合金牺牲阳极中，选择合适的阳极材料是至关重要的。
一般来说，牺牲阳极材料应具备以下特点： - 电位负于镁合金，能够提供足够的阳极保护电流。
- 具有合适的溶解速度，可以提供长时间的保护。
- 具备良好的电导性和机械性能，以确保电流的传输和稳定性。
目前常用的阳极材料包括锌、铝、镁合金等。
其中，锌合金阳极被广泛应用于镁合金的防腐蚀领域，其具有良好的腐蚀保护性能和较低的成本。
3. 镁合金牺牲阳极市场现状3.1 市场规模与增长趋势随着镁合金在航空航天、汽车制造、电子设备等领域的广泛应用，对镁合金牺牲阳极的需求也在不断增加。
全球镁合金牺牲阳极市场在过去几年的发展中保持稳定增长的趋势。
3.2 主要应用领域镁合金牺牲阳极主要应用于以下几个领域： - 航空航天领域：镁合金作为轻质结构材料在航空航天领域中得到广泛使用。
牺牲阳极技术在航空航天设备的防腐蚀中起到重要作用。
- 汽车制造领域：为了减少汽车的重量并提高燃油效率，镁合金在汽车制造中得到广泛应用。
镁合金牺牲阳极可以提供有效的防腐蚀保护，延长汽车的使用寿命。
- 电子设备领域：镁合金在电子设备中的应用也日益增多，如手机、平板电脑等。
镁合金牺牲阳极保护电子设备的外壳避免腐蚀问题。
3.3 市场竞争格局目前，全球镁合金牺牲阳极市场具有一定的竞争格局。
镁合金牺牲阳极的生产技术
本技术涉及一种镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比组分组成：活性金属粒子3.34.2％、钆1.01.5％、双金属氢氧化物4.25.5％和余量的镁。
制备时，将多种原料混合加入到刚玉坩埚、感应炉熔炼，在CO2与SF6混合气体的保护下，将混合熔炼合金升温至750℃，浇入钢制模具进行铸造，即得到镁合金牺牲阳极。
技术人前期进行了大量的组分以及用量的筛选实验，意外的发现，本技术的技术方案通过合理的配比以及各组分的组合阳极消耗均匀。
能够改善组织；通过细化晶粒和改善组织，提高组织的均匀性，进而使镁合金阳极材料。
在腐蚀环境中消耗均匀适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下的阴极保护，有着广阔的应用前景。
权利要求书1.一种镁合金牺牲阳极，其特征在于，由以下质量百分比组分组成：活性金属粒子3.3-4.2％、钆1.0-1.5％、双金属氢氧化物4.2-5.5％和余量的镁。
2.根据权利要求1所述一种镁合金牺牲阳极，其特征在于，由以下质量百分比组分组成：活性金属粒子3.8％、钆1.0％、双金属氢氧化物4.5％和余量的镁。
3.根据权利要求1所述一种镁合金牺牲阳极，其特征在于，所述活性金属粒子为锌、铝、镁、锡、铁、铬的金属粒子。
4.根据权利要求3所述一种镁合金牺牲阳极，其特征在于，所述活性金属粒子的平均粒径为1-100μm。
5.根据权利要求1所述一种镁合金牺牲阳极，其特征在于，所述双金属氢氧化物为层状双金属氢氧化物。
6.根据权利要求1-5任一项所述一种镁合金牺牲阳极，其特征在于，还包括偶联剂。
7.根据权利要求6所述一种镁合金牺牲阳极，其特征在于，所述偶联剂为铝酸化合物。
技术说明书一种镁合金牺牲阳极技术领域本技术属于材料的腐蚀防护技术领域，尤其涉及一种镁合金牺牲阳极。
背景技术金属材料的腐蚀造成的经济损失巨大，采用牺牲阳极进行电化学保护是一种防止金属材料腐蚀的有效方法，对金属材料耐腐蚀性能的提高和使用寿命的延长具有重要意义。
镁合金的电化学性能较好，常被用作牺牲阳极材料，对设备装置的阴极材料进行保护，以延长阴极材料的使用寿命。
AZ63镁合金牺牲阳极的研究进展
and applica ion pr 脚ss of the electr chem Per r ance of A anode in var ous mediums w e intr duced wth emphasis. The ext o o ical f m o z63 i er o i
isting Pr blems in the cur nt resea h wer discussed T e pr spect of the development trends of A劝3 was pr sent d o e r c r e h o e e Key words : AZ 3 Mg一 6 alloy; sacr f cial anode ; e ectr chemical per r ance ; over iew ii l o o f m v
关键词: Az 3 镁合金; 牺牲阳极; 电化学性能; 综述 6 中图分类号: TG1 4. 4 7 1 文献标识码: A
文章编号: 1672 一 9242(20 7 )03 一 ) ( 0101 一 叫
Pr ocess on th e In vest igat ion of AZ63 M g b a sed Alloy s a crificia l a n ode
electr city ef ciency， quantity of electricity gener tion， stable wor ing potential. The pr s ss on the study of AZ 3 M 一 i i f big a and k or e 6 g based alloy s cr f cial anode w ove川 a ii as iewed. T e inf uences o a loying e ements on the Pe月 ances o the AZ63 anode ， the r sea h h l f l l bll刀 f and e r c
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第4卷 第3期2007年06月装备环境工程E QU IP M ENT ENV I RONM ENTA L E NG I NEER I NGAZ63镁合金牺牲阳极的研究进展苏鹏,杜翠薇,李晓刚,陈旭(北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心,北京100083)摘要:镁合金牺牲阳极近年来发展速度很快,应用的领域也越来越广。
其中AZ63镁合金牺牲阳极以电流效率高,发生电量大,工作电位稳定,表面溶解均匀等优异的性能得到了越来越广泛的应用。
综述了近年来国内外在AZ63镁合金牺牲阳极研究领域的进展。
重点介绍了不同合金元素对AZ63镁合金牺牲阳极的性能影响,及AZ63镁合金牺牲阳极在不同介质环境中的电化学性能的研究及应用进展。
并探讨了在研究过程中存在的问题,展望了以后的发展方向。
关键词:AZ63镁合金;牺牲阳极;电化学性能;综述中图分类号:TG174.41 文献标识码:A 文章编号:1672-9242(2007)03-0101-04收稿日期:2007-04-26基金项目:国家自然科学基金十五重大项目(50499333);国家科技基础条件平台建设项目(2005DKA10400)作者简介:苏鹏(1983-),男,河南洛阳人,硕士研究生,研究方向为镁合金牺牲阳极在土壤中的腐蚀性。
P rocess on t he Investigation of AZ 63M g -based A lloy Sacrificial anodeSU P eng,DU Cui -w ei ,LI X iao -gang,C H E N X u(U n i v ers it y o f Science and T echno l ogy Beiji ng ,Be iji ng 100083,Ch i na)Abstract :In recent years ,M g all oy sacrificial anode m akes fast prog ress .A nd its app licati on field w as l a rger and larg er .A Z63M g -based all oy sacrific i a l anode w ith exce llent property had a l so been used m ore and m ore w i dely .AZ63has the characte ristics of high electr i c ity e fficiency ,b i g quantity o f electr icity generati on ,and stable w ork i ng po ten tia.l T he prog ress on the st udy o fAZ63M g-based all oy sacrificial anode was ove rv ie w ed .The i nfl uences o f a lloy i ng e l em ents on the pe rf o r m ances o f t he A Z63anode ,and the research and app licati on progress o f t he e l ectrochem i ca l pe rf o r m ance o fA Z63anode i n various m ed i u m s we re i ntroduced w it h e m phasis .T he ex -isti ng prob le m s i n t he current research w ere d iscussed .The prospect o f the deve l op m ent trends o fA Z63w as presented .K ey w ords :AZ63M g -a ll oy ;sacr ific i a l anode ;electrochem ica l perfor m ance ;ov erv ie w镁合金牺牲阳极的共同特点是密度小、理论电容量大、电位负、极化率低,对钢铁的驱动电压很大(>0.6V ),适用于高电阻率的环境介质中,如高电阻率的土壤和淡水中。
但不足之处是它们的电流效率只有50%左右,所以人们在镁中加入适量A l 、Zn 和M n 等元素组成合金,可使镁阳极的电化学性能得到改善[1]。
而且镁阳极与钢撞击会产生火花,镁阳极溶解时会析出氢气,存在着爆炸危险。
MAZ 系列镁合金的基本组成元素为A l 和Zn 。
根据A l 和Zn 的含量不同,确定了该系列合金的多种成分。
常见的镁合金牺牲阳极牌号为AZ31、AZ41、AZ63等。
AZ63牺牲阳极作为镁基合金牺#101#装备环境工程2007年06月牲阳极的代表,表面溶解均匀,电流效率高(一般大于50%)[2],因此在众多复杂的介质环境中应用越来越广泛(特别是在土壤及淡水中的应用)。
大量科研工作人员研究了其在不同介质条件下的电化学性能,为其应用范围的扩大打下了坚实的基础。
目前,镁阳极的化学成分及性能都已有了国家标准[3](见表1、表2)。
表1镁阳极的化学成分T able1Che m ical co m po siti on o f the M g anode牌号化学成分及质量分数/%合金元素杂质元素(不大于)A l Zn M n M g Fe Cu N i S iM GA Z15.3~6.72.5~3.50.15~0.6余量0.0050.010.0010.05 M GA Z22.7~3.50.7~1.30.15~0.6余量0.0050.010.0010.05 M GM<0.050.031.2~2.0余量0.0050.020.0010.05 M G<0.02<0.03<0.01>99.90.0050.0040.0010.01表2镁阳极的电化学性能T ab le2E lectroche m ica l pe rf o r m ance of t he M g anode牌号开路电位/V,(不小于)电流效率/%,(不小于)发生电量/(A#h#g-1),(不小于) 3%N aC l溶液(3mA/c m2)土壤(填充料)(0.03mA/c m2)3%N aC l溶液(3mA/cm2)土壤(填充料)(0.03mA/c m2)3%N aC l溶液(3mA/c m2)土壤(填充料)(0.03mA/c m2)M GA Z1-1.55-1.5555501.201.10 M GA Z2-1.60-1.5560551.301.20 M GM-1.60-1.5555551.201.10 M G-1.65-1.6055451.101.00注:1.所有电位相对于饱和甘汞电极;2.土壤介质用填包料配方为:硫酸钙75%、硫酸钠5%、膨润土20%。
1合金元素对AZ63阳极性能的影响向镁中单独添加铝时,可形成大量的M g-A l二元合金,这些金属间化合物的存在,都会增大镁的自腐蚀速度,加速固溶体的破坏。
但当将铝、锌与锰同时添加到工业镁中时,则会提高镁的耐蚀性能,这是因为工业镁中的锰能与铝、锌形成A l3M n、A l4M n、A l6M n、Zn4M n、Zn5M n2等金属间化合物,这些金属间化合物的阴极作用相对较弱[4]。
铝、锌、锰的同时存在可进一步降低对工业镁中的杂质元素含量的要求[5]。
M n在合金中是一种极好的净化元素,除了能抵消杂质Fe的有害作用外,还可部分抵消N i的有害作用,特别在含盐的环境中效果更明显。
当M n 的质量分数接近0.2%时,对Fe的允许限量可达0.035%,但会使电流效率降低,因此要求Fe的质量分数和相应的M n的质量分数都要更低一点[6]。
如果要求电流效率超过或达到50%以上,N i的质量分数最高不得超过0.002%[5]。
为了获得良好的电化学性能,合金的杂质含量应严格控制。
在相近的合金成分条件下,杂质少的合金的电流效率明显高于含杂质多的合金[7]。
最近,钱宝光等人[8]尝试把Ca加入到AZ63镁合金牺牲阳极中,并检测了其电化学性能。
结果表明:随着Ca的加入,起初AZ63镁合金牺牲阳极的晶粒变细,后来开始变得粗大。
当Ca的加入量为0.15%时,呈现出很好的电化学性质,其电流效率达到55.65%,而且腐蚀速度也降低了许多。
崔红卫等人[9]研究了Ca和Ba对镁合金AZ63的燃点与熔体黏度的影响,发现:随着C a或Ba量的增加,镁合金的燃点逐渐增大,随着温度的降低,镁合金熔体的动力黏度逐步增加,并且在963K处降低;加B a和加Ca的AZ63的燃点与黏滞性之间# 102 #第4卷第3期苏鹏等:AZ63镁合金牺牲阳极的研究进展存在着某种关系,即黏滞性增大,镁合金燃点则提高。
因此,可以通过测定不同的合金元素与镁合金的黏滞性的关系来判断该元素的阻燃作用,这是一条寻找有效阻燃合金元素的新思路。
2介质环境中AZ63阳极的研究进展现今检验手段主要有两种:常规的在国家标准下的模拟溶液或实际土壤中进行;美国AST M关于实验室评定土壤中使用的镁合金牺牲阳极的标准测试方法[10]。
2.1在模拟溶液中的研究进展范燕青等人[11]通过实验测定,利用恒电流法得到了AZ63B镁牺牲阳极的开路电位在4h和14d时分别为-1.553V和-1.5292V;电流效率为61.8%。
曾爱平等人[12]采用恒电流阳极放电和腐蚀形貌金相观察,考察了在淡水温度20~80e、电流密度0.015~1.20mA/c m2的范围内,不同工作温度和电流密度下AZ63镁基合金牺牲阳极的电化学行为。
结果表明:在淡水中,工作温度上升对AZ63镁阳极的电流效率和腐蚀形貌影响不大,工作电位略有负移;随阳极极化电流密度的增大,AZ63镁阳极的电流效率变化不大,工作电位正移明显,腐蚀形貌变得更加凹凸不平,但没有发现镁阳极出现晶间腐蚀。
曾爱平等人[13]也进行了AZ63镁合金在水中的析氢行为的研究。
发现在淡水中镁阳极处于活性溶解状态,淡水中镁阳极上的析氢速度与电流密度呈线性关系,与0.5m o l/L NaC l+M g(OH)2(pH= 10.2)溶液中的情况类似,但负差效应常数小于纯镁在0.5m o l/L NaC l+M g(OH)2(p H=10.2)溶液中的数值,析氢不是镁阳极电流效率不高的唯一原因,阳极溶解过程中发生颗粒脱落是其中的又一原因。
Y a m auc h i等人[14]研究了AZ63镁合金阳极在饮用水中的溶解行为,发现这种合金阳极的晶粒是由M g固溶少量的A l组成,晶界是由A-l M g混合相和A-l Zn-M g混合相组成。