镁牺牲阳极的制备工艺研究
镁铝复合牺牲阳极的制备及其电化学性能研究（精品论文）
：玺鎏墨：銮主：兰竺：：竺兰兰图３－１７－，（３－２５（２真空中频婷应熔炼炉３．２试样制备过程３．２．１模具设计及制造模具的装配图和实物图如图３－２所示。
ａ）模具装配图”模具实物图图３－２模具装配图和实物图Ｆｉ９３－２Ｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｕｂｓｔａｎｃｅｐｉｃｔｍｅｏｆ＇ｍｏｕｌｄ缱ｎｉｎｇ．２．－哈尔滨理Ｔ大学Ｔ学硕Ｉ二学位论文镁层铝层钢芯图３．３３号复合阳极试样结构图Ｆｉｇ．３－３ＴｈｅｓｍＥ－Ｕａ＇ａｌｄｒａｗｉｎ８ｏｆＮ０３ｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｎｏｄｅｓａｍｐｌｅ３．３铸造质量分析３．３．１试样的表面质量用数码相机拍摄了６组浇铸试样的实物图，本文选取了２号、４号和６号３组浇铸试样进行分析，其试样实物图分别如图３．４中的ａ）、ｂ）和ｃ）所示。
ａ）２号铸造试样（铝层８ｍｍ）ｂ）４号铸造试样（铝层６ｍｍ）ｃ）６号铸造试样（镁合金试样）图３＿４２号，４号和６号铸造试样Ｆｉｇ．３．．４Ｎｏ．２、Ｎｏ．４锄ｄＮｏ．６ｃａｓｔｉｎｇｓａｍｐｌｅｓ哈尔演理工大学Ｔ学硕士学位论文观察图３．４中ａ）可以发现，２号铸造试样表面有较大面积的坑槽，而且产生了冷隔，在试样端部还有一些较深的孔洞，所以，总体来说，２号铸造试样的表面质量较差．造成２号试样铸造缺陷的主要原因是铝层厚度大（Ｓｍｍ），在浇铸镁层时，模具型腔变小，导致熔体在型腔内流动性能差，不能充分填满型腔，因而产生冷隔及缩松等铸造缺陷。
观察图３－４中”可以发现．４号铸造试样没有出现冷隔，但是在表面有一个较长较深的裂缝，还有一些孔洞。
相较２号试样而言，４号铸造试样的表面质量有所提高。
这是因为４号试样的铝层厚度只有６ｍｍ，相对而言，在浇铸镁层时，便拥有了比较大的型腔尺寸，熔体流动性增强，铸造缺陷减少，表面质量有所提高。
观察图３．４中ｃ）可以发现．６号铸造试样表面比较均匀，没有出现冷隔和坑槽，只有一些细小的孔隙，因此铸造质量最好。
这是因为６号试样是镁合金试样，没有铝芯，因而模具型腔最大，熔体流动性最好，充型能力最强，凝固最均匀。
镁牺牲阳极工艺
镁牺牲阳极工艺1. 引言镁合金是一种重要的结构材料，具有优良的强度和轻质化特性，在航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。
然而，镁合金易于腐蚀，需要采取措施来延缓其腐蚀速度。
镁牺牲阳极工艺是一种常用的防腐方法，本文将详细介绍该工艺的原理、应用以及优缺点。
2. 镁牺牲阳极工艺原理镁牺牲阳极工艺基于两个重要原理：电化学反应和金属腐蚀。
2.1 电化学反应在一个导电溶液中，如果有两种金属连接在一起，并且其中一个金属的标准电位比另一个金属更负，那么就会发生电流从更负的金属流向更正的金属的反应。
这个过程被称为电化学反应。
2.2 金属腐蚀金属在特定环境中会发生氧化反应，导致其表面产生氧化物或氢气等产物，这个过程被称为金属腐蚀。
镁合金在大气中、水中等环境中容易发生腐蚀反应。
3. 镁牺牲阳极工艺的应用镁牺牲阳极工艺主要应用于以下领域：3.1 船舶和海洋设备船舶和海洋设备常常处于潮湿的环境中，容易受到海水的侵蚀。
通过在船体和设备上安装镁阳极，可以保护金属结构免受腐蚀。
3.2 水处理设备水处理设备通常使用钢材或其他金属制成，容易受到水中的氧化物和氯离子的侵蚀。
镁牺牲阳极可以作为一种有效的防护措施，延缓设备的腐蚀速度。
3.3 石油和天然气工业石油和天然气工业中的管道、储罐等设备常常暴露在恶劣的环境下，容易受到腐蚀。
通过使用镁牺牲阳极，可以有效地保护这些设备免受腐蚀的侵害。
4. 镁牺牲阳极工艺的优缺点4.1 优点•简单易行：镁牺牲阳极工艺不需要复杂的设备和操作，安装和更换阳极相对简单。
•成本低廉：镁是一种常见的金属，价格相对较低，使得该工艺成本较低。
•长期保护效果好：镁阳极可以提供长期的保护效果，延缓金属结构的腐蚀速度。
4.2 缺点•需要定期更换：镁阳极在使用过程中会逐渐被腐蚀消耗，需要定期更换新的阳极。
•需要监测和维护：镁牺牲阳极工艺需要定期监测阳极的消耗情况，并根据实际情况进行维护和更换。
•环境限制：镁牺牲阳极工艺在一些特殊环境下可能不适用，如高温、高湿度等条件下。
AZ63镁合金牺牲阳极的研究进展
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。
新型高电位镁合金牺牲阳极的研究开发_赵言辉
收稿日期：2014－03－16第一作者简介：赵言辉(1977－)，男，河南封丘人，工程师。
新型高电位镁合金牺牲阳极的研究开发赵言辉，宋蕾，张广强，董帮少，周少雄（安泰科技股份有限公司，北京100080）摘要：以高电位镁合金牺牲阳极的生产工艺为根据，研究了Mn 、Zn 等元素对镁阳极电流效率的影响。
结果表明，当w （Fe ）＜0．005%时，随着锰含量增加，电流效率逐渐降低；w （Zn ）=0．04%时，牺牲阳极的电流效率最高。
利用高纯镁可以直接制备出符合国家标准电性能要求的阳极。
根据研究结果，设计并成功制备了3种不同成分的高电位镁合金牺牲阳极：低锰阳极、锌镁阳极和纯镁阳极。
关键词：镁合金牺牲阳极；锌镁阳极；电流效率中图分类号：TG292文献标识码：A文章编号：1007－7235（2014）08－0062－05Ｒesearch and development of the new type of magnesium alloysacrificial anode with high electric potentialZHAO Yan-hui ，SONG Lei ，ZHANG Guang-qiang ，DONG Bang-shao ，ZHOU Shao-xiong（Advanced Technology and Materials Co．，Ltd．，Beijing 100080，China ）Abstract ：According to the production technology of magnesium alloy sacrificial anode withhigh electric potential ，research was conducted on the effect on the current efficiency of magne-sium anode with addition of mananese and zinc elements．Ｒesults show that with the increase ofMn content ，the current efficiency decreases when iron content is under 0．005%；the current efficiency of sacrificial anode is highest when the content of zinc is 0．04%．The anode with the electrical properties in conformity with the national standard was produced by using high purity magnesium．According to these results ，three kinds of novel anodes were designed and prepared successfully ：low manganese magnesium anode ，Zn-Mg anode and pure magnesium anode．Key words ：magnesium alloy sacrificial anode ；Zn-Mg anode ；current efficiency金属材料的腐蚀遍布国民经济的各个领域，由腐蚀造成的直接和间接的经济损失非常巨大，腐蚀对环境和生态平衡所产生的影响也十分重大。
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。
镁基牺牲阳极研究进展
收稿日期:2010 03 30; 修订日期:2010 06 07基金项目:陕西理工学院校级项目,项目编号:SLGQD0745作者简介:侯军才(1980 ),河南漯河人,讲师.主要从事高性能电位镁阳极的制备工艺方面的研究.Email:teddy0719@今日铸造 综述 Today s Foundry Statem ent镁基牺牲阳极研究进展张秋美1,侯军才1,梁国军2(1.陕西理工学院材料科学与工程学院,陕西汉中723003;2.鹤壁市永丰金属制品厂,河南鹤壁458000)摘要:综述国内外镁基牺牲阳极的最新研究进展及应用,重点介绍了纯镁高电位镁阳极、M g M n 高电位镁阳极、分别添加Ca 、Sr 、Zn 元素新型高电位镁阳极、低电位镁牺牲阳极电化学性能和组织特点,分析了合金元素、杂质元素、熔铸工艺对镁基牺牲阳极电化学性能和组织的影响,指出镁阳极存在的问题和发展方向。
关键词:镁牺牲阳极;电流效率;开路电位;合金元素中图分类号:TG174.1;TG171 文献标识码:A 文章编号:1000 8365(2010)07 0938 04Current Status of Magnesium based Sacrificial AnodesZHANG Qiu mei 1,HOU Jun cai 1,LIANG Guo jun2(1.School of Material Science and Engineering,Shaanxi University of Science and Technology,Hanzhong 723003,C hina;2.Hebi Yongfeng Metal Product C o.,Ltd,Hebi 458000,China)Abstract:Th e cu rrent status of the stu dy and the application on the magnesium based sacrificial an odes and the ch aracteristics on the ch em ical com position ,the microstru cture an d the electrochemical properties of magnesium an odes were reviewed.Th e effects of Mn con tents on the electrochemical properties of the Mg Mn anodes and Ca 、Sr contents on the microstru ctu re and the electrochemical perform ance of th e Mg (Mn) X an odes and the effects of melting and casting process and extrusion process on the electrochemical perform ance of th e magnesium an d the working principle of th e low poten tial resistance magnesium anode were discu ssed.The existing problem s an d develop trends were pu t forward.Key words:Magnesium sacrificial anodes;Efficiency;Open potential;Alloy elem en ts采用牺牲阳极进行金属结构的腐蚀防护,具有不需要外加电源、不会干扰邻近金属设施、电流分散能力强、易于管理和维护等优点,在防腐工程中应用非常广泛[1,2]。
镁阳极做法
镁阳极做法如下：
1.将镁合金牺牲阳极及参比电极放入坑中，在管线正上方开圆孔
并露出金属管壁，清理表面油污、底漆及氧化膜。
2.将阴极电缆的铜芯用铝热焊剂焊接到管道上，在焊接处涂上热
熔胶烘烤后用补贴片覆盖焊点处，再对管道包覆一道热收缩带。
3.将各阳极引出电缆与阳极共用电缆采用铝热焊连接，焊接后用
热熔胶完全封固，烘烤后用电缆专用热收缩套密封。
4.向阳极坑中浇水，将镁阳极浸透后经检查回填，并将阴极电缆、
阳极电缆和参比电极电缆分别连接到测试桩中的接线端子上。
粗镁熔炼合金化直接备
查新报告
经河南省科学技术情报研究所查新，目前 国内有个别厂生产高电位镁合金牺牲阳极 的报道，但从研制的技术角度来比与我公 司有根本的区别（详见查新报告）。
主要牺牲阳极材料
牺牲阳 极材料
镁和镁 合金 锌和锌 合金 铝合金
当量 g˙(A˙h)-1
0.453 1.225 0.337
电量 A˙h˙g-1
2.21 0.82 2.97
电位 电流 （vs SCE） 效率 % V -1.5~ -1.7 ≥50
-1.05~ -1.09 ≥95 ≥85 -1.10~ -1.18 ~90
该工艺主要包括熔化、配料、去杂、浇样、 炉前分析、铸造成形、检测、修整、打包 入库。
生产工艺流程
粗镁 检验 熔化 配料 去杂 炉前 分析
铸造 成型
热处 理
检测 分析
合格
修整
不合格
报废
打包 入库
项目的关键技术和创新点
关键技术： （1）控制高电位镁阳极中的金属杂质及氧化和熔剂 夹杂的含量； （2）细化晶粒，并控制镁合金的组织结构； （3）锰及其它元素的添加熔炼工艺。
经济、社会效益分析
本项目突破了高电位镁合金牺牲阳极 采用粗镁直接合金化生产的技术关键，形 成了实用新型的具有自主知识产权的高电 位镁合金阳极短流程生产技术，提升了镁 加工行业的技术经济水平，提高了镁牺牲 阳极在国际市场的竞争力。
单位成本对照表
名 称
镁锭 粗镁 （19000元/吨） （16500元/吨） 单耗 金额/元 单耗 金额/元 1.05吨 17010 1.06吨 14950 618 618 1500KW 720 1500KW 720 500 600 600 600 500 500 19948 17988
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镁牺牲阳极的制备工艺研究
镁牺牲阳极是一种常见的金属保护技术，它通过在金属结构表面放置一个更容易氧化的阳极，以牺牲自身来保护被保护金属。
镁作为一种主动金属，能够更容易地发生氧化反应，从而为被保护金属提供了有效的防护。
在这篇文章中，我们将深入探讨镁牺牲阳极的制备工艺。
我们将从镁牺牲阳极的原理入手，介绍常见的制备方法，并就其中的关键技术进行分析和讨论。
1. 镁牺牲阳极的原理
镁牺牲阳极的原理基于金属的电位差异。
当镁阳极与被保护金属接触时，在电解液的作用下，产生的电流将使镁阳极发生氧化反应，从而牺牲自身，保护被保护金属不受腐蚀。
2. 制备方法
镁牺牲阳极的制备方法主要有以下几种：
2.1 铸造法
铸造法是最常见的制备镁牺牲阳极的方法之一。
该方法将镁和其他合金元素熔炼，然后通过浇注或压铸的方式制成阳极块。
这种方法
制备的阳极具有较高的密度和机械强度，适用于一些特殊环境下的腐
蚀保护。
2.2 混凝土浸渍法
混凝土浸渍法是将镁牺牲阳极与混凝土结构相结合的一种方法。
通过将镁棒或镁管浸渍在混凝土中，使镁阳极与混凝土结构形成一个
整体，以实现腐蚀保护的效果。
这种方法适用于混凝土结构的腐蚀保护，例如桥梁、码头等。
2.3 粉末冶金法
粉末冶金法是一种较为先进的镁牺牲阳极制备方法。
该方法通过
将镁粉末与其他合金元素进行混合、压制和烧结，制备出具有规定形
状的阳极。
这种方法具有制备周期短、形状多样化的优点，适用于一
些特殊结构的腐蚀保护。
3. 关键技术分析
在镁牺牲阳极的制备过程中，存在一些关键技术需要重点关注和解决。
这些技术包括：
3.1 材料选择
镁及其合金的选择对镁牺牲阳极的性能和使用寿命有着重要影响。
合适的镁合金应具有高的阳极效率、低的开路电位和合理的机械强度。
在材料选择时，还需要考虑其在实际工作环境中的耐腐蚀性能。
3.2 表面处理
镁牺牲阳极的表面处理对阳极的性能和与被保护金属的接触效果有着重要影响。
常见的表面处理方法包括机械研磨、酸洗和阳极氧化等。
通过合适的表面处理，可以提高阳极与被保护金属的接触效果和阳极的附着力。
3.3 结构设计
镁牺牲阳极的结构设计需要考虑阳极的形状、尺寸和布置方式。
合理的结构设计可以提高阳极的利用率和保护效果，同时减少材料的浪费和成本的增加。
3.4 存储和运输
镁作为一种活性金属，在存储和运输过程中需要注意防潮、防晒以及避免与其他金属材料接触，以防止镁阳极的不必要损失和腐蚀。
4. 观点和理解
镁牺牲阳极作为一种有效的金属保护技术，在工程实践中得到了广泛应用。
其制备工艺的研究不仅涉及材料科学和工程技术，还需要考虑到腐蚀科学、金属电化学等方面的知识。
通过深入研究镁牺牲阳极的制备工艺，可以更好地理解其机理和性能，为工程实践提供更好的技术支持和指导。
镁牺牲阳极的制备工艺是一个不断发展和完善的领域。
未来，我们
可以通过进一步的研究和实践，探索新的制备方法、改进现有的制备
工艺，以提高镁牺牲阳极的性能和稳定性，为工程实践提供更好的保
护效果。
总结与回顾：
在本文中，我们深入探讨了镁牺牲阳极的制备工艺。
我们从镁牺牲
阳极的原理入手，介绍了常见的制备方法，并对其中的关键技术进行
了分析和讨论。
通过合适的材料选择、表面处理、结构设计和存储运输，可以制备出高性能的镁牺牲阳极。
镁牺牲阳极的制备工艺的研究
不仅有助于提高金属结构的腐蚀保护效果，还能够促进相关领域的科
学研究和工程实践的发展。
未来，我们还可以通过不断的研究和实践，进一步提高镁牺牲阳极的性能和稳定性，为工程实践提供更好的技术
支持和指导。
经过深入研究镁牺牲阳极的制备工艺，我们发现还有腐蚀科学和金属
电化学等方面的知识需要考虑。
在进一步探索制备方法和改进工艺方面，我们可以从以下几个方面进行研究：
1. 新的制备方法：目前常见的镁牺牲阳极制备方法包括电沉积、镀覆、喷涂等。
未来可以进一步探索其他制备方法，比如溶胶凝胶法、阳极
氧化法和沉积电化学等。
这些新的制备方法可能会提供更多的选择，
提高镁牺牲阳极的性能和稳定性。
2. 表面处理技术的改进：镁牺牲阳极的表面处理对其性能至关重要。
当前常用的表面处理方法包括阳极氧化和表面活性剂处理。
未来可以
探索新的表面处理技术，如等离子体处理、电化学抛光和化学镀膜等。
这些新的表面处理技术可能有助于增强镁牺牲阳极的防腐蚀性能和附
着力。
3. 结构设计的优化：镁牺牲阳极的结构设计也对其性能产生重要影响。
目前常见的结构设计包括板状、棒状和粉末状等。
未来可以通过优化
结构设计，如增加表面积、调节孔隙率和改变几何形状等，来提高镁
牺牲阳极的腐蚀保护性能。
4. 储存和运输的改善：镁牺牲阳极在储存和运输过程中容易受到湿度、温度和氧气等环境条件的影响。
未来可以通过改善储存和运输条件，
如使用密封包装、调节湿度和限制氧气接触等，来保持镁牺牲阳极的
稳定性并延长其使用寿命。
通过不断深入研究和实践，我们可以进一步探索镁牺牲阳极的制备工艺，以提高其性能和稳定性。
这不仅为工程实践提供了更好的技术支
持和指导，还可以促进相关领域的科学研究和工程应用的发展。
未来
的研究方向包括尝试新的制备方法、改进表面处理技术、优化结构设
计和改善储存运输条件等。
通过这些努力，我们有望取得更大的突破，为金属结构的腐蚀防护提供更可靠的解决方案。