铅稀土合金阳极制备及不同形状阳极模拟分析

发布时间：2020-07-14 21:24

【摘要】：目前工业上广泛应用的铅钙锡和铅银阳极存在一些能耗高和耐蚀性差方面问题,本论文在铅钙锡和铅银合金中添加混合稀土元素RE制成新的铅合金阳极Pb-Ca-Sn-RE(Ca 0.075%,Sn0.6%,RE 为 0、0.05%、0.1%、0.15%,百分质量含量,后文同)和 Pb-Ag-RE(Ag0.25%,RE分别为 0、0.02%、0.06%、0.1%)阳极,进行金相组织观察和硬度测试,并进行测试电化学性能。应用Comsol软件模拟不同形状的铅银合金阳极用在电沉积锌时的电流密度分布等,并进一步模拟分析不同极距的扁棒状阳极,得到结果如下。(1)稀土 RE细化Pb-Ca-Sn合金晶粒,提高了合金硬度;稀土 RE增强了Pb-Ca-Sn氧化还原性能,增加了 Pb-Ca-Sn阳极氧化膜层PbO2量,降低了阳极的析氧电位,提高了阳极的电催化活性和导电性;稀土 RE含量为0.1%时阳极性能最好。(2)稀土 RE细化了 Pb-Ag合金晶粒,提高了合金的硬度;稀土 RE提高了Pb-Ag阳极氧化层的导电物质Pb02的量,增强了阳极氧化还原性能,降低了阳极析氧电位,增大了表观交换电流密度,提高了阳极电催化活性和导电性;加入RE使阳极氧化层更平整致密,提高了阳极导电性和耐腐蚀性。恒电流极化24 h阳极析氧电位略有降低,表观交换电流密度有所提高;稀土含量为0.06%时阳极性能最好。(3)棒状阳极阳极比板状阳极边缘效应小,耐蚀性更好,使用时电解质阻值小能耗低,电力线分布更致密均匀,电沉积锌效率高;扁棒状阳极比圆棒状阳极受到的电流冲击小,边缘耐蚀性好更好,阳极上的反应更均匀,寿命长;做实验的结果与模拟分析的结果一致;不同极距的扁状阳极随着极距增大电流密度减小,电力线分布变稀疏,7 mm极距扁状阳极上的反应均匀,电力线分布均匀大小合适,保证电沉积锌效率的同时降低了能耗,阳极的寿命得到了延续。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF813
【图文】：

金相试样,塑料,绝缘树脂,合金样品

金相试样

铅稀土合金,阳极

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示意图,三电极体系,示意图,烧杯

用铬酸清洗铂片，再用去离子水冲洗。逡逑电化学测试时，取适量的溶液于测量烧杯中，把烧杯放到设定温度的恒温逡逑水浴锅中，保持温度３５±０．５°Ｃ。测试装置如图２．３。逡逑丁作ｐ比ｃｐ辅助逦0邋0邋逦电化学分析系统逡逑Ｖ

【参考文献】