合金化及热处理工艺对镁阳极性能影响的研究进展-中国腐蚀与防护学报.PDFVIP

第28 卷 第2 期 腐蚀科学与防护技术腐蚀科学与防护技术 Vol.28 No.2 2016 年3 月 CORROSION SCIENCE AND PROTECTION TECHNOLOGY Mar. 2016 专题介绍 合金化及热处理工艺对镁阳极性能影响的 研究进展 张万友 刘艇安 郭博闻 付振波 王 嵬 东北电力大学化学工程学院 吉林 132012 摘要：综述了镁基牺牲阳极材料的性能特点，并从组织结构、腐蚀电位、电流效率、晶粒细化等方面探讨了合金 元素及热处理对镁阳极腐蚀性能的影响，为镁阳极的发展和研究提供一些思路和参考。 关键词：合金化 热处理 镁阳极 中图分类号：TG 172 文献标识码：A 文章编号：1002-6495(2016)02-0179-05 [11-13] 1 前言 驱动电压最大的牺牲阳极材料 。由于这一特性， 金属腐蚀因其带来巨大的经济损失、安全事故 相比Al ，Zn 牺牲阳极，Mg 的输出电流大，在淡水或 等问题，因此有关金属的腐蚀与防护问题受到广泛 半咸水以及其他电阻率较高的腐蚀介质中可以实现 [1-3] 对构筑物更为有效的保护。而镁阳极的高活性和高 重视。阴极保护防止金属腐蚀效果显著 ，其中牺 牲阳极法因具有对临近构筑物干扰小，无需外加电 电势首先使阳极具有更快析氢速率，阳极表面钝化 [4-8] 膜破坏，维持了自身活性的同时却增加基体与腐蚀 源，保护电流分布均匀，施工简便等优点 ，成为阴 极保护控制金属腐蚀措施的重要方法之一，并被应 介质的接触；其次，Fe ，Ni 等杂质元素形成的金属间 用在土壤、淡水及海洋环境金属构筑物的防护中。 化合物，在合金内部作为阴极相存在，与基体形成微 [14,15] 目前所应用的牺牲阳极材料主要有，Zn 及锌合 电偶，且Mg 与这些合金元素具有负差异效应 ， 金、铝合金、镁及镁合金。其中镁阳极的化学活性较 综合以上两点原因，相比目前应用较为广泛的锌阳 高，驱动电位较大，在电阻率较高的环境中运行时， 极，镁阳极在运行过程中自腐蚀更快，阳极的电流效 可以提供较大保护电流，因此镁阳极在土壤电阻率 率低，阳极使用寿命大大缩短[9,16,17] ( 详见GB/ [9] T21448-2008) 。为消除或减弱杂质元素的危害，提 较高的地区中应用较为广泛 。某些合金元素作为 杂质(如低析氧过电位的元素) 会促进Mg 的自溶 高镁阳极的电流效率等电化学性能，添加合金元素 解，从而降低电流效率。其主要的有效解决措施有 成为镁阳极研究的主要思路之一。 合金化，即向镁中添加一定量的合金元素可以减弱 3 合金化元素对镁阳极的影响 [10] 从镁阳极合金化的已有研究可知，镁阳极中合 杂质元素的不良影响 ；以及热处理工艺，通过改善 镁合金中间相的分布状态，提高镁阳极的电化学性 金元素的作用主要有：