海水干湿交替环境下铝阳极电化学性能研究

发布时间：2017-03-26 18:09

  本文关键词：海水干湿交替环境下铝阳极电化学性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海洋环境中服役的金属材料常采用牺牲阳极法进行保护,然而在一些结构物不可避免的会遇到浸泡和干燥环境的相互作用,导致阳极的性能下降,服役寿命缩短。本文针对牺牲阳极在干湿交替环境下的环境特点,采用工程中成用的AlZn-In-Mg-Ti阳极,运用常规电化学手段,结合动电位极化,恒电位极化和电化学阻抗谱等手段,系统研究海水干湿交替比例,循环周期和环境温度因素对铝阳极的自腐蚀和自放电性能的影响,探讨铝阳极在干湿交替环境下的退化行为。研究了阳极全浸和干湿交替环境下的自腐蚀性能,结果表明:干湿交替可以明显加速阳极的腐蚀速率和失重百分比。干湿交替因素中,温度对腐蚀速率的影响最明显。干湿交替环境下,干湿比例大、周期长、温度高时,形貌不均匀,电位偏移严重,稳态极化的腐蚀电流小,表面腐蚀产物附着。海水干湿交替环境并没有改变合金的腐蚀机制,阳极溶解形成了不易脱落的腐蚀产物层并覆盖在合金表面,进而提高了合金的稳态腐蚀电位。研究了不同干湿交替环境下,铝阳极-Q235-A自放电体系的电化学性能。全浸状态下,铝阳极活化性能好,工作电位和输出电流稳定,电流效率高,腐蚀形貌均匀,可以对被保护结构物进行有效保护。干湿交替环境下,干湿交替比例增加,阳极的电流效率与全浸相比下降,工作电位偏移严重且不稳定,自放电体系的驱动电压大,输出电流大,短时间内产生大量的产物堆积在表面,产物在干燥状态下硬化,增加腐蚀抗力,降低再活化性能。循环周期延长,电流效率下降和失重百分比下降,输出电流在浸泡后期急剧减小,腐蚀形貌恶化,出现点蚀区,表面腐蚀产物的抗力增大,不利于阳极活化。在自放电体系中,温度升高使得阳极的输出电流和工作电位达到稳态时更快,稳态电流大,消耗快,易产生晶间腐蚀,进而影响电流效率,阳极在稳态时的腐蚀电位较负,腐蚀电流较大,阳极腐蚀消耗加快。
【关键词】：铝阳极 干湿交替 电化学性能 自放电体系
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.41
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 牺牲阳极的国内外发展现状9-12
• 1.2.1 牺牲阳极的历史9
• 1.2.2 牺牲阳极阴极保护原理9-10
• 1.2.3 铝基牺牲阳极材料发展现状10-12
• 1.3 海水干湿交替环境下金属腐蚀现状12-17
• 1.3.1 海水干湿交替环境特点12-13
• 1.3.2 海水干湿交替环境影响因素13-15
• 1.3.3 干湿交替条件下铝阳极研究进展15
• 1.3.4 铝合金牺牲阳极活化机理15-17
• 1.4 选题意义及课题主要研究内容17-18
• 2 试验材料与方法18-23
• 2.1 试验材料18-19
• 2.2 试验方法19-20
• 2.3 试验参数设计20-21
• 2.4 铝阳极性能测试21-23
• 2.4.1 电位与电流测试21
• 2.4.2 电流效率与失重百分比计算方法21-22
• 2.4.3 电化学性能试验方法22
• 2.4.4 腐蚀形貌及产物成分分析22-23
• 3 Al-Zn-In-Mg-Ti合金在干湿交替环境下的腐蚀行为23-43
• 3.1 Al-Zn-In-Mg-Ti合金腐蚀速率23-25
• 3.2 Al-Zn-In-Mg-Ti合金腐蚀形貌与产物分析25-31
• 3.3 Al-Zn-In-Mg-Ti合金电化学行为31-42
• 3.3.1 开路电位31-33
• 3.3.2 动电位极化曲线33-36
• 3.3.3 电化学交流阻抗分析36-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 海水干湿交替环境下铝阳极－Q235-A钢自放电性能43-77
• 4.1 不同干湿比例下铝阳极－Q235-A自放电性能43-56
• 4.1.1 铝阳极工作电位与输出电流43-45
• 4.1.2 铝阳极电流效率45-46
• 4.1.3 铝阳极－Q235-A自放电体系腐蚀形貌及产物成分分析46-50
• 4.1.4 铝阳极－Q235-A自放电体系极化曲线50-52
• 4.1.5 铝阳极电化学阻抗谱52-55
• 4.1.6 铝阳极再活化曲线55-56
• 4.2 不同循环周期下铝阳极－Q235-A自放电性能56-65
• 4.2.1 铝阳极工作电位与输出电流56-58
• 4.2.2 不同循环周期下铝阳极自放电体系电流效率58-59
• 4.2.3 自放电体系宏观腐蚀形貌59-60
• 4.2.4 铝阳极－Q235-A动电位极化曲线60-62
• 4.2.5 铝阳极不同循环周期下电化学阻抗谱图62-64
• 4.2.6 不同循环周期下铝阳极再活化曲线64-65
• 4.3 不同海水温度下铝阳极－Q235-A自放电性能65-74
• 4.3.1 铝阳极工作电位与输出电流65-67
• 4.3.2 不同干湿交替温度下铝阳极的电流效率67-68
• 4.3.3 不同温度下铝阳极的腐蚀形貌68-70
• 4.3.4 不同温度下自放电体系的电化学曲线70-74
• 4.4 铝合金牺牲阳极干湿交替下消耗分析74-75
• 4.5 本章小结75-77
• 结论77-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文79-80
• 参考文献80-87

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