论文部分内容阅读
牺牲阳极阴极保护法是一种重要的金属防腐蚀方法，目前常用的牺牲阳极材料有锌阳极、铝阳极和镁阳极。铝阳极材料具有电化学当量大，原料丰富，价格低廉，加工制备工艺简单等优点，但是由于纯铝表面极易氧化，会形成连续致密的A1203氧化膜，不能直接用作阳极材料。镁阳极的优点是电位较负，驱动电压太，但电流效率较低，腐蚀速度过快，容易引起过保护，成本偏高。改善阳极材料性能的基本途径是进行合金化。
本文根据合金相电化学原理，制各不同成分的Al—Mg基二元合金，考察了随镁元素含量增加，合金组织中存在不同的大面积金属间化合物相时，材料电化学性能的变化规律。为了改善合金组织、性能的均匀性，又添加了Zn、Mn、稀土元素Ce等进行合金化，对不同成分的Al—Mg基合金进行开路电位、自腐蚀电位随时间变化、极化曲线以及腐蚀速率的测试，观察合金组织形态，研究了不同合金元素对Al—Mg系合金电化学性能的影响，得到如下结果：
(1)铝镁二元合金中随着镁含量的增加，当镁含量超过10％时，合金的组织中形成大量的金属间化合物Mg5Al8，对铝基体具有比较明显的活化作用，使得合金阳极的开路电位显著负移，极化率降低。当Mg含量达到30％时，开路电位负移至一1.132V。当铝合金中的Mg含量大于20％时，会产生由于选择性溶解所造成的溶解不均匀的问题。
(2)当Al-Mg二元合金中镁含量超过60％后，合金表面的氧化膜变为铝镁氧化物混合膜，腐蚀电位降低；合金的组织中形成金属间化合物Mg17AI12，其电位比镁正，当含量较少时，起阴极作用，加快台金的腐蚀；当含量增多在基体周围呈连续分布时，能起到阻碍阳极反应的作用，对镁的自腐蚀具有抑制作用。
(3)向Al-25Mg中添加了稀土元素Ce，含量为0.3％～1％，实验表明稀土元素Ce对铝阳极具有活化作用，使开路电位变负，腐蚀产物溶解均匀：稀土元素能够使镁阳极的自腐蚀电位变得比较稳定，降低镁阳极的腐蚀速率，减少析氢腐蚀：稀土元素对铝镁系合金还具有晶粒细化作用，能够提高铝合金的铸造性能。实验表明添加含量1％的稀土元素Ce效果最为显著。
(4)添加含量1％的Zn对镁台金具有细化晶粒的作用，能够使腐蚀变得比较均匀，对降低镁合金的腐蚀速率也有一定的作用。当Zn含量超过9％时，由于中问相的作用会对合金阳极材料的性能会产生不利的影响。