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镁海水电池用镁合金阳极材料的研究

林亚青  
【摘要】:随着深海探测技术的不断发展,海水电池开始受到国内外研究人员的重视。海水电池具有完全开放结构,电池性能不仅受电极材料影响,还与溶解氧浓度、海水流速等环境参数以及正负极距离等电池参数有关。目前,镁阳极存在的问题是放电时存在自腐蚀析氢反应和“负差数效应”,导致利用效率低。本文通过析氢实验、浸泡实验、交流阻抗、动电位极化、恒电流放电等多种方法研究了AZ31、AZ61、AZ91三种镁合金在3.5wt%NaC l溶液中的自腐蚀、电化学行为以及环境因素的影响,考察了它们作为镁电池负极材料的性能。通过扫描电镜观察了镁合金负极材料腐蚀的表面形貌,探讨了镁合金阳极材料的腐蚀类型及腐蚀机理。考察了不同Hg含量以及热挤压对镁合金阳极材料自腐蚀及电化学性能的影响。研究表明,AZ61、AZ91、AZ31三种镁合金的耐蚀性能依次逐渐增加。镁合金在3.5wt%NaCl溶液中的腐蚀类型为点蚀,腐蚀首先从局部区域开始,通过点蚀孔的扩展而发展成全面腐蚀。环境因素因素的研究结果表明,随着海水温度的升高、海水浓度的增大、海水流速的增大,AZ31镁合金的自腐蚀速率增大。随着海水温度的升高、海水浓度的增大、正负极间距的减小,由AZ31镁合金组成海水电池的工作电压升高。经过热挤压后,AZ31镁合金的自腐蚀速率变大,放电电压略微负移。Hg含量对镁合金阳极材料自腐蚀及电化学性能的研究结果表明,随着Hg含量的增加,镁合金耐腐蚀性先增强后减弱,镁合金阳极的工作电压变负。最优的镁合金的成分为:AZ31-1.0%Hg。


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