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多元素耦合作用下深海铝合金阳极表面活化机理
1
作者
李祯
丁枫林
+5 位作者
张一晗
张海兵
刘聘
范林
孙明先
马力
《表面技术》
北大核心
2025年第20期86-99,123,共15页
目的解决深海环境中铝合金牺牲阳极钝化问题,提高其表面活性。方法在商用Al-Zn-In阳极基础上,结合文献优选出Ga、Mg、Ca、Mn、Ti 5种合金化元素,采用正交试验法设计出梯度成分的八元铝合金。结果通过金相和扫描电镜(SEM)证实多种合金化...
目的解决深海环境中铝合金牺牲阳极钝化问题,提高其表面活性。方法在商用Al-Zn-In阳极基础上,结合文献优选出Ga、Mg、Ca、Mn、Ti 5种合金化元素,采用正交试验法设计出梯度成分的八元铝合金。结果通过金相和扫描电镜(SEM)证实多种合金化元素的添加细化了铝阳极显微组织,但过高的Mg添加会导致缺陷增加;电子衍射仪(EDS)表明Mg、Zn、Ga、Mn等元素固溶于铝合金基体中,Ca、Ti、In则以直径小于2μm的析出相在晶内均匀析出;扫描Kelvin探针(SKP)证明高含量的合金化元素导致表面电位分布不均,电位差增加,电偶腐蚀倾向增加;极化曲线结果证明低温、低氧环境导致阳极钝化电位区间增加,高压导致阳极自腐蚀电流密度增加,适当合金化元素的添加会减小阳极钝化电位区间,降低钝化电流和自腐蚀电流密度;电化学性能试验得出Mg、Ti、Ca、Mn最佳元素成分(质量分数)区间分别为0.9%~1%、0.018%~0.02%、0.05%~0.06%、0.09%~0.1%,八元铝阳极最大电流效率超过92%。X射线光电子能谱仪(XPS)证实八元铝阳极表面腐蚀层由Al_(2)O_(3)、Al(OH)_(3)、ZnO、Mg(OH)_(2)、Ga、In构成,表明腐蚀层中以Al_(2)O_(3)主导的钝化作用被破坏。结论适量添加Ga、Mg、Ca、Mn、Ti合金化元素可显著提高铝阳极在高压、低温以及低氧海水环境中的电化学活性,为未来深海环境铝阳极开发提供了数据支撑。
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关键词
铝合金牺牲阳极
深海环境条件
合金化元素
表面活化
电化学性能
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职称材料
题名
多元素耦合作用下深海铝合金阳极表面活化机理
1
作者
李祯
丁枫林
张一晗
张海兵
刘聘
范林
孙明先
马力
机构
洛阳船舶材料研究所海洋腐蚀与防护全国重点实验室
哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学创新发展基地
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第20期86-99,123,共15页
基金
国家自然科学基金(52201090)
国家重点研发计划(2022YFB3808800)。
文摘
目的解决深海环境中铝合金牺牲阳极钝化问题,提高其表面活性。方法在商用Al-Zn-In阳极基础上,结合文献优选出Ga、Mg、Ca、Mn、Ti 5种合金化元素,采用正交试验法设计出梯度成分的八元铝合金。结果通过金相和扫描电镜(SEM)证实多种合金化元素的添加细化了铝阳极显微组织,但过高的Mg添加会导致缺陷增加;电子衍射仪(EDS)表明Mg、Zn、Ga、Mn等元素固溶于铝合金基体中,Ca、Ti、In则以直径小于2μm的析出相在晶内均匀析出;扫描Kelvin探针(SKP)证明高含量的合金化元素导致表面电位分布不均,电位差增加,电偶腐蚀倾向增加;极化曲线结果证明低温、低氧环境导致阳极钝化电位区间增加,高压导致阳极自腐蚀电流密度增加,适当合金化元素的添加会减小阳极钝化电位区间,降低钝化电流和自腐蚀电流密度;电化学性能试验得出Mg、Ti、Ca、Mn最佳元素成分(质量分数)区间分别为0.9%~1%、0.018%~0.02%、0.05%~0.06%、0.09%~0.1%,八元铝阳极最大电流效率超过92%。X射线光电子能谱仪(XPS)证实八元铝阳极表面腐蚀层由Al_(2)O_(3)、Al(OH)_(3)、ZnO、Mg(OH)_(2)、Ga、In构成,表明腐蚀层中以Al_(2)O_(3)主导的钝化作用被破坏。结论适量添加Ga、Mg、Ca、Mn、Ti合金化元素可显著提高铝阳极在高压、低温以及低氧海水环境中的电化学活性,为未来深海环境铝阳极开发提供了数据支撑。
关键词
铝合金牺牲阳极
深海环境条件
合金化元素
表面活化
电化学性能
Keywords
Al alloy sacrificial anode
deep-sea environmental conditions
alloying elements
surface activation
electrochemical performance
分类号
TG174.41 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
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1
多元素耦合作用下深海铝合金阳极表面活化机理
李祯
丁枫林
张一晗
张海兵
刘聘
范林
孙明先
马力
《表面技术》
北大核心
2025
0
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