鋁陽極在氯化物溶液中的溶解行為與機理.pdf

1、鋁合金是在含氯離子介質中應用廣泛的犧牲陽極材料。雖然有很多關于鋁陽極的研究，但是偏析相在鋁合金陽極溶解過程中的電化學行為、偏析相影響鋁陽極溶解的機理以及鋁陽極微觀組織結構與宏觀電化學性能的關聯(lián)性是改進鋁陽極性能的關鍵性問題，缺乏系統(tǒng)性的研究。
　　 本文制備了Al-Zn-In-Sn、Al-Zn-In-RE、Al-Zn-In-Te和Al-Zn-In-Sn-Te 四種陽極，通過線性極化、交流阻抗、ICP-MS 及掃描電鏡等技術研究了

2、不同固溶處理時間及溶液中Sn4+離子對鋁陽極溶解過程的影響，探討了氯化鈉溶液中添加不同濃度的CeCl3 時鋁陽極的溶解機理，同時研究了添加Te 元素的新型鋁陽極的電化學性能和溶解機理，以及在陽極鑄造過程中不同的保溫時間對鋁陽極電化學性能的影響。研究結果表明在Al-Zn-In-Sn 及其固溶處理后的試樣中Sn 元素富集于晶界上的半球形偏析物。鋁陽極的活化溶解開始于半球形偏析物，Sn 元素作為陽極相優(yōu)先溶解。Al-Zn-In-Sn 固溶處理

3、后電流效率提高，析氫自腐蝕降低，開路電位更負，具有更高的活性，表現(xiàn)出優(yōu)良的犧牲陽極性能。但當Al-Zn-In-Sn 陽極固溶處理時間過長時將導致偏析相減少并出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，并且含有Sn的半球形偏析物中Mg 富集明顯，自腐蝕嚴重，惡化了電化學性能。Sn4+增強了Al-Zn-In和Al-Zn-In-Sn 陽極的表面活性，促進了陽極的活化溶解，并且提高了鋁陽極的電流效率。在添加了SnCl4的氯化鈉溶液中，Al-Zn-In-Sn 陽極的腐蝕比A

4、l-Zn-In 陽極更加均勻。稀土合金元素和氯化物溶液中的Ce3+離子改善了Al-Zn-In 陽極的電流效率。Al-Zn-In 陽極在加入了CeCl3的氯化鈉溶液中的陽極溶解開始于Ce 富集的圓形沉積物附近。大多數(shù)含Ce的圓形沉積物分布在Al基體。Ce的沉積促進了鋁犧牲陽極表面的活化。溶液中添加的Ce3+抑制了Al-Zn-In-RE 陽極中合金元素Ce的活化溶解。添加了合金元素Te的Al-Zn-In-Te 陽極具有更低含量的有害物質Fe

5、和Si，更低的腐蝕電位，較低的自腐蝕速率和更高的電流效率。Al-Zn-In-Sn-Te 系列陽極比Al-Zn-In-Te 陽極腐蝕電位更負，電流效率更高。但過量的Te 導致鋁陽極的電化學性能損失。添加Te 元素的Al-Zn-In-Te 陽極的腐蝕開始于在晶界和晶間上Zn和Te 富集的半球形偏析相。鑄造過程中適當增加保溫時間能使鋁陽極的活化元素在半球形偏析物中更加富集，促進鋁陽極表面活化，減少析氫自腐蝕，提高電流效率。當保溫時間過長，達到