鋅電積用鉛基稀土合金陽極性能研究.pdf

1、鉛基多孔電極與傳統(tǒng)平板電極相比,具有陽極電位低、耐腐蝕性能好,陰極泥產(chǎn)量少,陰極鋅品質(zhì)高等等一系列優(yōu)勢(shì),具有非常廣闊的應(yīng)用價(jià)值。但是其強(qiáng)度過低,難以達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求。因此,本文通過加入不同種類及含量的稀土元素,對(duì)鉛基體進(jìn)行強(qiáng)化研究,既能促進(jìn)鉛基多孔陽極材料的工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程,又能拓寬稀土金屬的應(yīng)用范圍,具有十分重要的研究意義。
　　 采用二步重熔法制備了不同種類(Pr、Gd、Nd、Sm)及含量(0.1％、0.5％、1.0％、1.

2、5％、2.0％)的鉛基稀土合金,研究了稀土元素加入對(duì)鉛合金陽極抗拉強(qiáng)度、腐蝕速率、陽極電位、晶體結(jié)構(gòu)、腐蝕膜層形貌、膜層膜量等的影響規(guī)律。并此研究基礎(chǔ)上,選擇了Pr2.0％、Gd2.0％配方,研究了不同銀含量Pb-Ag-RE合金性能,具體結(jié)果如下:
　　 (1)稀土元素能夠與鉛形成金屬間化合物,細(xì)化晶粒,阻止晶?；?從而提高鉛合金強(qiáng)度。四種稀土元素中,Pr及Gd對(duì)鉛合金.強(qiáng)度提高較多,含量2.0％時(shí),較純鉛強(qiáng)度分別提高78.5

3、5％,59.4％,強(qiáng)化效果非常顯著；
　　 (2)Pr,Gd,Sm本身對(duì)析氧反應(yīng)有抑制作用,但由于它們會(huì)促進(jìn)PbO2生成,且使得PbO2層疏松多孔,加上其能抑制高阻抗PbO及PbSO4生成,使得鉛合金陽極電位大幅度下降。但膜層疏松導(dǎo)致陽極耐腐蝕性能稍微下降；
　　 (3)低含量Nd使得PbO2腐蝕膜層光滑平整,提高了鉛合金耐腐蝕性能,但Nd含量大于1.0％時(shí),膜層表面出現(xiàn)很多“火山口溶解區(qū)”,使鉛合金耐腐蝕性能大幅度下降

4、。Nd本身對(duì)析氧反應(yīng)有促進(jìn)作用,高含量時(shí)亦能促進(jìn)PbO2生成,并抑制高阻抗PbO及PbSO4生成,故其對(duì)陽極電位下降效果最為顯著；
　　 (4)稀土元素Pr、Gd的存在,會(huì)改變Pb-Ag合金的結(jié)晶方式,使富鉛α固溶體相晶粒呈網(wǎng)格狀排列,與Pb-Ag合金整齊的條狀排列相比,網(wǎng)格狀排列更能阻止晶粒滑移,從而增大合金強(qiáng)度。含Pr及Gd的Pb-Ag合金陽極電位也較Pb-Ag合金低,腐蝕速率差別不大,因此可以用稀土元素對(duì)多孔鉛陽極進(jìn)行強(qiáng)化