锌电积用铅基稀土合金阳极性能研究

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1、分类号UDC丰I初大学密级编号CENTRALSoUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题l73632目：堡皇塑旦塑垫叠圭佥全塑墼!鳖丝苎堕研究生姓名：学科、专业：学院(系、所)：导师：洪波有色金属冶金冶金科学与工程学院李劫教授赖延清教授㈥IIIIIIIIIllUlIIIIY1720259密级——硕士学位论文锌电积用铅基稀土合金阳极性能研究Thepropertiesoflead·-basedrareearthalloyanodeforzincelectrodeposition作者姓名：学科专业

2、：学院(系、所)：指导教师：副指导老师：洪波有色金属冶金冶金科学与工程学院李劫(教授)赖延清(教授)论文答辩日期型里：篁一答辩委员会主席中南大学2010年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：塞数日期：型旦年』月丑日学位

3、论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。摘要铅基多孔电极与传统平板电极相比，具有阳极电位低、耐腐蚀性能好，阴极泥产量少，阴极锌品质高等等一系列优势，具有非常广阔的应用价值。但是其强度过低，难以

4、达到工业应用的要求。因此，本文通过加入不同种类及含量的稀土元素，对铅基体进行强化研究，既能促进铅基多孔阳极材料的工业化应用进程，又能拓宽稀土金属的应用范围，具有十分重要的研究意义。采用二步重熔法制备了不同种类(Pr、Gd、Nd、Sm)及含量(O．1％、O．5％、1．O％、1．5％、2．O％)的铅基稀土合金，研究了稀土元素加入对铅合金阳极抗拉强度、腐蚀速率、阳极电位、晶体结构、腐蚀膜层形貌、膜层膜量等的影响规律。并此研究基础上，选择了Pr2．O％、Gd2．O％配方，研究了不同银含量Pb．Ag．RE

5、合金性能，具体结果如下：(1)稀土元素能够与铅形成金属间化合物，细化晶粒，阻止晶粒滑移，从而提高铅合金强度。四种稀土元素中，Pr及Gd对铅合金强度提高较多，含量2．O％时，较纯铅强度分别提高78．55％，59．4％，强化效果非常显著；(2)Pr，Gd，Sm本身对析氧反应有抑制作用，但由于它们会促进Pb02生成，且使得Pb02层疏松多孔，加上其能抑制高阻抗PbO及PbS04生成，使得铅合金阳极电位大幅度下降。但膜层疏松导致阳极耐腐蚀性能稍微下降；(3)低含量Nd使得Pb02腐蚀膜层光滑平整，提高了

6、铅合金耐腐蚀性能，但Nd含量大于1．O％时，膜层表面出现很多“火山口溶解区”，使铅合金耐腐蚀性能大幅度下降。Nd本身对析氧反应有促进作用，高含量时亦能促进Pb02生成，并抑制高阻抗PbO及PbS04生成，故其对阳极电位下降效果最为显著；(4)稀土元素Pr、Gd的存在，会改变Pb．Ag合金的结晶方式，使富铅0【固溶体相晶粒呈网格状排列，与Pb．Ag合金整齐的条状排列相比，网格状排列更能阻止晶粒滑移，从而增大合金强度。含Pr及Gd的Pb．Ag合金阳极电位也较Pb．Ag合金低，腐蚀速率差别不大，因此可

7、以用稀土元素对多孔铅阳极进行强化。(5)本文提出了一种全新的铅合金电极恒流极化过程中阳极膜层形成过程模型。中南人学硕士学位论文摘要关键词：锌电积，铅合金阳极，稀土，阳极电位，腐蚀速率，抗拉强度II中南大学硕上学位论文ABSTRACTABSTRACTThelcad-basedporouselectrodesmadebyourgrouphassomeadvantagescomparedwiththetraditionalplateelectrode，like10weranodepotential，b

8、eUercorrosionresistance，lesscathodesludgeandhighqualityofzinc，ithasgreatapplicationvalue．Butitcannotapplytoindustrialproductionbecauseofthelow—strength．Therefore，Theresearchofthisarticleenhancingthematerialusingpropersort，properquantityofrareearthnot