Al-Zn-Sn-Ga陽極合金孔蝕發(fā)展及腐蝕行為的研究.pdf

1、Al-Zn-Sn系犧牲陽極材料具有理論電容量大、無污染、驅動電位高、成本低廉等突出優(yōu)點，成為新型陽極材料的研究熱點。但是作為工程應用陽極材料不僅需要較高的電化學性能，還需要較均勻的腐蝕形貌以增加材料使用壽命并進一步降低成本。本課題組在Al-Zn-Sn陽極的研究基礎上通過添加活化元素Ga不僅提高了合金的電化學性能還改善了材料的腐蝕均勻性，但是對于該合金的腐蝕行為及腐蝕過程機理卻缺乏必要的研究。
　　本文以 Al-Zn-Sn-Ga合金

2、為研究對象，首先考察了微量元素 Ga的添加對Al-Zn-Sn合金組織及電化學性能的影響；隨后探討了不同組織形態(tài)(即鑄態(tài)和固溶處理后試樣)對陽極合金組織及腐蝕行為的影響。文中采用恒電流法測試了合金在人造海水中的工作電位、電流效率等電化學性能，通過極化曲線和電化學阻抗技術研究了 Al-Zn-Sn-Ga合金在3.5％NaCl溶液中的電化學行為；利用掃描電鏡與能譜(SEM/EDAX)、X射線衍射(XRD)與透射電鏡(TEM)對合金的顯微組織進行

3、了分析。文中創(chuàng)新性地通過不同時間的浸泡腐蝕形貌來表征試樣的準動態(tài)腐蝕行為，并結合第一性原理采用Material Studio軟件計算說明了合金腐蝕初期點蝕的形成機理，利用電化學、化學、物質擴散等理論計算解釋了 Al-Zn-Sn-Ga合金點蝕發(fā)展傾向與腐蝕形貌的聯系，初步闡述了實驗合金的腐蝕過程機理。
　　試驗結果表明：Al-Zn-Sn-Ga合金中主要存在的金屬化合物是 Al0.71Zn0.29，該第二相腐蝕電位較負在腐蝕初期會優(yōu)先

4、溶解形成點蝕孔并作為試樣合金整體活化的誘因。但是 Al-Zn-Sn-Ga合金形成的點蝕孔并不能由于“自催化”效應而縱向擴展，計算表明含Ga合金的點蝕孔深度發(fā)展到10-4cm時，孔內酸度值較低，該深度值是決定合金孔蝕縱向或橫向發(fā)展的臨界值，而此時合金中的活化元素Ga卻在腐蝕過程中通過“溶解-再沉積”反應形成電位更負的 Ga-Al汞齊，為合金橫向拓展腐蝕提供強大的驅動力，增大了蝕坑內離子擴散通道，降低點蝕孔酸化傾向，致使蝕孔內未來得及形成高