油污海水环境中低电位铝合金牺牲阳极的研究
发布时间：2020-12-13 13:37
牺牲阳极阴极保护法发展至今已经有近200年的历史，随着应用领域的拓展，适用于各种特殊环境要求的牺牲阳极的研发不断开展。目前，国内外用于保护高强钢的牺牲阳极和适用在油污海水中保护碳钢的牺牲阳极均有研究，但针对像舰船压载水仓、甲板舱等油污富集区域高强钢保护的牺牲阳极研究几乎没有，因此研制出适用于该环境的牺牲阳极有一定的意义。本文参考目前相关领域已取得的研究成果，采用Al-Zn-In-Bi-Si-Ce六元阳极体系，通过恒流牺牲阳极电化学性能试验，结合极化曲线、交流阻抗等电化学研究方法，辅以SEM、宏观金相观察和EDS分析，研究合金元素作用机理。对正交设计的16组阳极配方，以电流效率为指标，极差分析筛选最优。对优选和随机选取的两种配方分别采用4种热处理工艺，从电化学性能和合金组织结构两方面分析热处理对阳极性能的影响。结果表明：该合金体系中元素Si<0.4%、Ce<0.3%时，有细化晶粒的作用。Si过量，易造成析氢腐蚀。Ce添加量达到0.5%时，会导致腐蚀产物粘附，阻碍阳极溶解。Bi添加量在0.4%时，可使合金溶解均匀，过量添加则导致点蚀影响溶解均匀性；Zn元素添加量在2%以内时，随...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
材料平面缺陷与KISCC的关系
图 1-4 阴极保护电位对 HY130 高强钢 KISCC 的影响从上图不难看出，当电位从-0.7V 变化到 -1.0V(Ag/AgCl)时，KISC低了。有的 HY130 焊接金属甚至 KISCC＜60MPa.m1/2。KISCC 这一大的意义，因为它直接与图 1-5 中给出的焊接处缺陷尺寸公式相关联图 1-5 材料平面缺陷与 KISCC 的关系关系式1/2KISCC = α σ (π a)()1/2MPa m
图 3-1 不同 Si 含量的阳极极化曲线从极化曲线可以看出，含 Si 量高的 1#试样阳极极化倾向较大，电极反应进行较困难。2#和 5#极化曲线比较相似，阳极极化倾向较小，阳极极化区电流密度随电位变正而迅速增加，电极反应进行顺利；2#试样电位在-1.2V~ -1.1V 时存在轻微的钝化现象，说明出现了孔蚀，应为偏析相位置氧化膜被击穿所致。总体来看，随着 Si 含量的提高，自腐蚀电流减小，活化趋势变大，“第二相优先溶解”活化机理表现渐显著，原因应为随偏析相数量的增加，点蚀发生的概率增大所致。同时随着 Si 含量的增加，电位呈现出正向的变化。（1） Si 含量对阳极表面溶解状况的影响1#、2#、5#阳极恒流实验后的 SEM 照片见图 3.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Zn-Sn-Bi系合金添加Ga,Ce后牺牲阳极的电化学性能[J]. 韩红民,王国伟,任伟. 材料保护. 2012(08)
[2]合金元素对铝基牺牲阳极性能的影响[J]. 李威力,闫永贵,陈光,马力. 中国腐蚀与防护学报. 2012(02)
[3]Al-Zr-M（M=Fe,Ce和Nd）合金在NaCl溶液中的腐蚀行为研究[J]. 范常有,张雷,赵茂密,陈红梅,文衍宣,欧阳义芳. 中国腐蚀与防护学报. 2010(06)
[4]低驱动电位Al-Ga合金牺牲阳极及其活化机制[J]. 马力,李威力,曾红杰,闫永贵,侯保荣. 中国腐蚀与防护学报. 2010(04)
[5]不同热处理状态下Al-Zn-Sn-Bi-Ti-B合金的组织与性能[J]. 史志红,文九巴,马景灵,贺俊光,王国伟. 热处理. 2010(03)
[6]淡水用Al-Sn-Bi-Mn合金牺牲阳极性能[J]. 马正青,庞旭,左列. 腐蚀与防护. 2010(06)
[7]低驱动电位牺牲阳极的研究[J]. 李凯,马力,闫永贵,吴建华,陈光章. 材料保护. 2010(04)
[8]Al-Zn-Bi系合金在NaCl溶液中的电化学性能研究[J]. 文九巴,郭炜,赵胜利,马景灵,焦孟旺. 功能材料. 2008(08)
[9]高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J]. 栗卓新,刘秀龙,李虹,李国栋. 新技术新工艺. 2007(05)
[10]稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能[J]. 唐有根,韩红涛,谢正和. 中南大学学报(自然科学版). 2006(04)
博士论文
[1]铝锌系合金电化学性能的研究[D]. 郝小军.天津大学 2004
硕士论文
[1]油罐用铝合金牺牲阳极基于多孔膜的抗油污性能研究[D]. 刘志军.华中科技大学 2009
[2]海洋钢阴极保护的有限元计算[D]. 王在峰.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2005
[3]铝基合金牺牲阳极的制备及性能研究[D]. 徐峰.南京工业大学 2004
本文编号：2914624
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
材料平面缺陷与KISCC的关系
图 1-4 阴极保护电位对 HY130 高强钢 KISCC 的影响从上图不难看出，当电位从-0.7V 变化到 -1.0V(Ag/AgCl)时，KISC低了。有的 HY130 焊接金属甚至 KISCC＜60MPa.m1/2。KISCC 这一大的意义，因为它直接与图 1-5 中给出的焊接处缺陷尺寸公式相关联图 1-5 材料平面缺陷与 KISCC 的关系关系式1/2KISCC = α σ (π a)()1/2MPa m
图 3-1 不同 Si 含量的阳极极化曲线从极化曲线可以看出，含 Si 量高的 1#试样阳极极化倾向较大，电极反应进行较困难。2#和 5#极化曲线比较相似，阳极极化倾向较小，阳极极化区电流密度随电位变正而迅速增加，电极反应进行顺利；2#试样电位在-1.2V~ -1.1V 时存在轻微的钝化现象，说明出现了孔蚀，应为偏析相位置氧化膜被击穿所致。总体来看，随着 Si 含量的提高，自腐蚀电流减小，活化趋势变大，“第二相优先溶解”活化机理表现渐显著，原因应为随偏析相数量的增加，点蚀发生的概率增大所致。同时随着 Si 含量的增加，电位呈现出正向的变化。（1） Si 含量对阳极表面溶解状况的影响1#、2#、5#阳极恒流实验后的 SEM 照片见图 3.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Zn-Sn-Bi系合金添加Ga,Ce后牺牲阳极的电化学性能[J]. 韩红民,王国伟,任伟. 材料保护. 2012(08)
[2]合金元素对铝基牺牲阳极性能的影响[J]. 李威力,闫永贵,陈光,马力. 中国腐蚀与防护学报. 2012(02)
[3]Al-Zr-M（M=Fe,Ce和Nd）合金在NaCl溶液中的腐蚀行为研究[J]. 范常有,张雷,赵茂密,陈红梅,文衍宣,欧阳义芳. 中国腐蚀与防护学报. 2010(06)
[4]低驱动电位Al-Ga合金牺牲阳极及其活化机制[J]. 马力,李威力,曾红杰,闫永贵,侯保荣. 中国腐蚀与防护学报. 2010(04)
[5]不同热处理状态下Al-Zn-Sn-Bi-Ti-B合金的组织与性能[J]. 史志红,文九巴,马景灵,贺俊光,王国伟. 热处理. 2010(03)
[6]淡水用Al-Sn-Bi-Mn合金牺牲阳极性能[J]. 马正青,庞旭,左列. 腐蚀与防护. 2010(06)
[7]低驱动电位牺牲阳极的研究[J]. 李凯,马力,闫永贵,吴建华,陈光章. 材料保护. 2010(04)
[8]Al-Zn-Bi系合金在NaCl溶液中的电化学性能研究[J]. 文九巴,郭炜,赵胜利,马景灵,焦孟旺. 功能材料. 2008(08)
[9]高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J]. 栗卓新,刘秀龙,李虹,李国栋. 新技术新工艺. 2007(05)
[10]稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能[J]. 唐有根,韩红涛,谢正和. 中南大学学报(自然科学版). 2006(04)
博士论文
[1]铝锌系合金电化学性能的研究[D]. 郝小军.天津大学 2004
硕士论文
[1]油罐用铝合金牺牲阳极基于多孔膜的抗油污性能研究[D]. 刘志军.华中科技大学 2009
[2]海洋钢阴极保护的有限元计算[D]. 王在峰.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2005
[3]铝基合金牺牲阳极的制备及性能研究[D]. 徐峰.南京工业大学 2004
本文编号：2914624
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