收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

模拟深海环境下铝合金牺牲阳极电化学性能的研究

赵聪敏  
【摘要】:21世纪是海洋的世纪,海洋资源大都分布在从几十米到几千米的海底,探索和开采这些资源需要制造和使用大量仪器、设备和构筑物。在深海环境中,常采用安装方便,维护简单的牺牲阳极阴极保护法对设备等进行保护。深海环境具有压力大、温度低、溶解氧含量少等特点,这些因素对牺牲阳极的电化学性能有一定影响。牺牲阳极中铝合金阳极对金属构件驱动电位大、理论电容量高、资源丰富、成本低廉,因而被大量使用。 本文选取天然海水为介质,选取温度、溶解氧、介质流动状态等因素为研究变量,模拟深海环境条件,研究深海环境因素对海水阴极保护中常用的Al-Zn-In-Cd牺牲阳极的电化学性能规律;采用拉丁正交实验,研究确定优选阳极配方;在模拟深海环境下研究优选配方的电化学性能。采用恒电流阳极极化法、循环伏安法对铝阳极的电化学性能进行研究,并借助于电子探针等手段研究铝阳极的活化溶解机理,为进一步开发深海牺牲阳极打下基础。 通过恒电流阳极极化和循环伏安法研究深海环境因素对Al-Zn-In-Cd牺牲阳极电化学性能的影响,结果显示,温度对Al-Zn-In-Cd牺牲阳极试样的开路电位、闭路电位、电流效率均有较为明显的影响; Al-Zn-In-Cd牺牲阳极在动态的开路电位、工作电位相接近,电流效率稍高于静态,溶解形貌稍差于静态下;低溶解氧含量条件下阳极试样溶解均匀,腐蚀产物易脱落,电化学性能良好,和常态条件下的基本一致。 拉丁正交实验所得九种阳极试样在低温条件下,开路电位、工作电位及电化学容量均达到或超过国标要求,电流效率均在85%以上。分别以电流效率和溶解形貌为目标函数,进行极差、方差分析,得到最佳阳极配方(Al-3)各组分含量(wt%)为Zn4.8,In0.020,Si0.08,Fe0.06~0.10。最佳配方Al-3阳极在低温条件下进行电化学性能测试,研究结果表明,阳极试样在低温下开路电位、工作电位及电流效率均达到国标要求,且电流效率在90%以上。 对其它阳极的研究发现,Al-Zn-In-Si(I)阳极在低温条件下电流效率较高,但是溶解形貌欠佳,加上杂质铁的含量较低,对冶炼原料的要求提高,进而增加成本; Al-1、Al-2阳极在低温条件下性能均为良好。因此,再次根据配方进行配比,冶炼Al-1、Al-2、Al-3三种阳极,并对其在模拟深海环境下进行电化学性能测试。实验结果表明,三种铝阳极在模拟深海条件下电化学性能均良好,随着温度的降低,阳极的开路电位、工作电位均发生正移,电流效率逐渐升高。三种阳极在不同温度海水中的溶解形貌均为良好(除Al-3阳极在4℃出现局部腐蚀现象外)。循环伏安结果显示,阳极在不同温度下均活化良好,没有明显的钝化现象,随着温度的降低,阳极的活化程度降低;电子探针研究结果发现,低温条件下In元素均匀分布于铝基体,对阳极的电流效率起到促进作用,而Si元素在铝基体表面发生明显的局部富集现象,阻止活化元素与铝基体金属间结合形成金属间化合物,影响阳极的活化溶解,使阳极的局部腐蚀敏感性增加。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 焦孟旺;文九巴;马景灵;郭炜;;冷却方式对Al-Zn-In-Mg-Ti-RE合金组织和电化学性能的影响[J];热加工工艺;2008年08期
2 贺俊光;文九巴;李旭东;王国伟;徐春花;;Ga和Bi对Al-Zn-Sn牺牲阳极电化学性能的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年07期
3 苏鹏;杜翠薇;李晓刚;陈旭;;AZ63镁合金牺牲阳极的研究进展[J];装备环境工程;2007年03期
4 齐公台,郭稚弧,林汉同,魏伯康;合金元素锡对铝基牺牲阳极组织和电化学性能的影响[J];中国海上油气(工程);2000年06期
5 贺俊光;文九巴;李旭东;郝庆国;;热处理对Al-Zn-Sn-Ga-Mg合金组织和电化学性能的影响[J];材料热处理学报;2011年07期
6 李鑫,杜鸿雁,魏绪钧,李焰;热海水中热浸镀用锌及锌铝合金的电化学性能[J];东北大学学报(自然科学版);2005年11期
7 马燕燕;许立坤;王洪仁;王佳;;锌合金牺牲阳极海水干湿交替条件下的电化学性能研究[J];腐蚀与防护;2007年01期
8 齐公台,郭稚弧,林汉同,魏伯康;固溶处理对含RE铝阳极组织与性能的影响[J];华中科技大学学报;2000年12期
9 马力;李威力;曾红杰;闫永贵;侯保荣;;低驱动电位Al-Ga合金牺牲阳极及其活化机制[J];中国腐蚀与防护学报;2010年04期
10 焦孟旺;文九巴;赵胜利;马景灵;郭炜;李光福;李全安;;固溶温度对Al-Zn-Mg-RE合金电化学性能的影响[J];特种铸造及有色合金;2008年12期
11 李威力;闫永贵;陈光;马力;;Al-Zn-In系牺牲阳极低温电化学性能研究[J];腐蚀科学与防护技术;2009年02期
12 周欲晓;;电流效率较低的牺牲阳极的补救利用措施[J];华南港工;2002年01期
13 齐公台,郭稚弧,林汉同,杨志新;含RE高温铝基牺牲阳极中镁量的确定[J];中国海上油气(工程);1999年06期
14 王紫鹏;姜丹;王晓婧;邓博;闫爱军;;稀土Y对AZ63镁牺牲阳极电化学性能的影响研究[J];陕西电力;2010年08期
15 马正青,黎文献,王日初,梁英;Al-Bi-Pb-In-Ga合金牺牲阳极的组织与电化学性能研究[J];腐蚀与防护;2002年10期
16 朱云龙 ,陈光章 ,温秀忭 ,候佩成 ,魏兆波;多元铝基合金牺牲阳极研究[J];材料开发与应用;1989年06期
17 黄永昌;电化学保护技术及其应用 第三讲 牺牲阳极[J];腐蚀与防护;2000年05期
18 齐公台,郭稚弧,魏伯康;高温Al-Zn-In系合金牺牲阳极研究[J];油气田地面工程;1997年01期
19 齐公台,郭稚弧,魏伯康;不同锡含量高温铝基牺牲阳极的电化学性能[J];材料保护;1999年10期
20 朱承飞,徐峰,魏无际,丁毅,王宁;微量锑和锡对铝基牺牲阳极材料性能的影响[J];中国有色金属学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜敏;;牺牲阳极电化学性能及其对阴极保护效果的影响[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
2 兰志刚;宋积文;刘欣;;海洋工程镁铝复合牺牲阳极铸造工艺及电化学性能测试[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
3 陈光章;闫永贵;马力;;我国牺牲阳极阴极保护现状[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
4 黄信陵;高聪;孙世斌;;牺牲阳极电化学性能试验电容量不确定度的评定[A];2008年度海洋工程学术会议论文集[C];2008年
5 侯志强;邢少华;;压载水舱牺牲阳极阴极保护系统长期保护效果数值模拟预测[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
6 沈永春;万正权;蔡新钢;;深海环境模拟试验装置的研制[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
7 李冬梅;;纳米氧化铜粉体的制备及其电化学性能研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
8 徐悦斌;钟胜奎;张倩;;Ti掺杂LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2的制备及电化学性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
9 张法亮;罗永春;阎汝煦;康龙;陈剑虹;;La_(2-x)Mg_xNi_(7.0)(x=0.4,0.5,0.6,0.7,0.8)贮氢合金结构和电化学性能的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
10 黄莎华;温兆银;朱修剑;顾中华;;Li_(3.608)Al_(0.085)Ti_5O_(11.932)的制备和电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁传军;铝、锌、镁合金电化学性能及机理研究[D];大连理工大学;2010年
2 刘永锋;La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金的相结构及电化学性能研究[D];浙江大学;2005年
3 李嵩;多元合金化对Zr基Laves相贮氢合金相结构和电化学性能的影响[D];大连海事大学;2004年
4 杜嬛;天然植物基多孔炭材料的制备及其电化学性能研究[D];天津大学;2009年
5 朱云峰;钛钒基贮氢电极合金结构和电化学性能研究[D];浙江大学;2003年
6 罗永春;稀土系过化学计量比AB_(5+x)无钴储氢合金电极材料研究[D];兰州理工大学;2005年
7 王洪波;几种形貌过渡金属氧化物的制备及电化学储锂性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 路艳罗;超分子结构层状锂锰氧化物的组装及其电化学性能研究[D];北京化工大学;2005年
9 王国光;锂离子二次电池正极材料LiMn_2O_4的制备、结构和电化学性能研究[D];浙江大学;2005年
10 胡伟跃;锂离子电池非水电解液的行为研究[D];中南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵聪敏;模拟深海环境下铝合金牺牲阳极电化学性能的研究[D];中国海洋大学;2012年
2 宋曰海;高性能铝、锌、镁合金系列牺牲阳极材料的研究[D];昆明理工大学;2003年
3 胡胜楠;模拟深海环境下Al-Zn-In牺牲阳极性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 翁松干;合金成分及海洋环境对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极电化学性能影响研究[D];中国海洋大学;2012年
5 曹亮;环空保护液中油井管电偶腐蚀及牺牲阳极研制[D];大连理工大学;2011年
6 聂新辉;中常温低电导率水中参比电极及牺牲阳极性能研究[D];天津大学;2010年
7 杨延格;10Ni5CrMoV钢动态力学性能及深海腐蚀行为研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 金光明;铁杂质对Al-Zn-In系牺牲阳极性能影响研究[D];大连海事大学;2011年
9 赵良;高含硫气井高pH值环空牺牲阳极保护技术研究[D];中国石油大学;2011年
10 刘学庆;热海水中高效铝基牺牲阳极的研制[D];中国科学院海洋研究所;2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 赵文娟 通讯员 魏朝晖;加达公司专攻牺牲阳极防腐技术[N];宁波日报;2008年
2 吴霏 郝力敏 本报记者 潘巧丹;盆地能圆“深海梦”?四川能![N];中国高新技术产业导报;2011年
3 记者 赵文娟;发往全球的牺牲阳极均产自宁波[N];宁波日报;2009年
4 魏东任鸣 左效强;夺标“世界第一桥”[N];科技日报;2008年
5 山东德瑞防腐材料有限公司董事长 逯纪德;夺标“世界第一桥”靠的是核心技术[N];光明日报;2008年
6 李廷斌 郭士奎;费县银光:镁合金牺牲阳极产业形成亮点[N];中国有色金属报;2005年
7 通讯员 王小英;江阀厂将为江南VLCC配套[N];中国船舶报;2007年
8 赵静;新型耐高温铝合金牺牲阳极填补国内空白[N];中国有色金属报;2005年
9 徐莅 新疆昊鑫锂盐开发有限公司;稀土和钴掺杂锰酸锂的电化学性能研究[N];新疆科技报(汉);2011年
10 本报记者 刘慧敏 通讯员 缪洪梅;“这里激发了我创业的热情”[N];宁波日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978