热海水环境下铝锌牺牲阳极电化学性能的研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要在海水循环冷却系统中，换热设备出口处海水的温度较高，腐蚀特别严重，因此解决该设备的高温海水腐蚀问题就显得尤为重要。牺牲阳极保护法是防止海洋设施腐蚀的一种行之有效的保护方法，但是常用的几种牺牲阳极材料在高温时却面临着电位上升，电流效率下降，并存在晶问腐蚀等诸多问题．本课题正是在这样一个背景下提出来的，目的在于研制出高温高效的铝、锌合金牺牲阳极材料．根据前人的研究结果，首先确定了14种牺牲阳极配方进行熔炼。在铝阳极和锌阳极中各选取一种材料进行固溶处理，然后对所有牺牲阳极进行

2、电化学性能测试，并将国标作为阳极配方筛选的参考依据，同时考察了合金元素和热处理对阳极电位、电流效率、表面溶解状况及晶间腐蚀的影响。实验结果表明，在60℃时，阳极材料舢-6．55Zn-0．023In-0．17Si-0．028Sn(A15)、AI．5．8Zn-0．074In-0．092Bi-0．028Ti(A16)、Zn-0．0006AI-0．05Cd(Znl)、7_ai-o．43Al-0．48Cd(931)，以及在70℃时，阳极材料朋-6．53Zn-0．024In-0．19Si(929)、～．5．43

3、Zn-0．024In-0．05Sn(930)、Zn-0．0006舢-0．05Cd(Znl)，其电化学性能均较理想，可以作为适用于热海水环境下迸一步开发的阳极材料。在对两种阳极材料AI-Zn-In-Si和AI-Zn-ln-Si．Sn对比研究中发现，加sn的优点是可以消除阳极在低温时的晶间腐蚀，并使阳极高温时的电位负移。但其缺点是使高温时阳极电流效率有所下降，且电位变得不很稳定，表面腐蚀均匀性变差．根据研究结果，高温时铝、镁等合金元素的存在对锌阳极电化学性能有不利影响。通过进一步考察分析铝对Za-AI-

4、Cd阳极晶问腐蚀的影响，得出了两个结论：在晶界区存在的活跃的铝原子是高温时Zn-AI-Cd阳极发生晶问腐蚀的必要条件，而析氢反应对晶间腐蚀起着“催化”作用，并加剧了晶问腐蚀的发生．在研究固溶处理对在高温时锌、铝阳极性能的影响时发现，固溶处理能够改善AI-Zn-ln-Si-Sn阳极的电化学性能．但对于Za-AI-Cd阳极，固溶处理哈尔滨工程大学硕士学位论文反而使其性能下降．在对舢．2．98Zn-O．02In-1．24Mg阳极进行恒电流法和自放电法的实验中发现，大电流密度有助于提高铝阳极的电化学性能。自

5、放电法的实验结果也进一步证实了舢-6．55Zn-O．023In-0．17Si-O．028sn和Al-5．8zn．o．074In-0．092Bi-o．O2嘶在高温下具有良好的电化学性能。关键词：牺牲阳极，电化学性能，晶间腐蚀，固溶处理，锌阳极，铝阳极哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractThereexistsseriouscorrosionintheplaceofoutletofheatexchangeequipmentincirculationandcoolingsystem，inwhichse

6、awatertemperatureisratherhi曲．AndSOitisaspecialsignificancethattheproblemoftheequipmentattackedissolvedunderhightemperatureseawater．Thesacrificedanodesprotectionisakindofeffectivemethodswidelyusedforpreventionmarinestructuresfromcorrosion．However’severa

7、lkindsofsacrificedanodesincommonuseareofmanydimcultiessuchasinereasedpotential．decreasedefficiency,intercrystallinecorrosionandSOon．Thistaskisproposedonthebasisofabovebackground，whichaimstodevelopaluminum-basedandzinc—basedsacrificedanodematerialsofhi曲

8、efficiencyusedforhightemperatureenvironment．Accordingtoprecursor’Sresearch．wedetermined14kindsofsacrificedanodecompositiontomelt．AkindofmaterialWaschosenrespectivelyfromaluminum-basedandzinc-baseda110desforsolutiontreatmenttests．n坨elect