海洋構(gòu)筑物鎂鋁復(fù)合犧牲陽極的開發(fā)與應(yīng)用研究.pdf

1、犧牲陽極保護法具有許多顯著優(yōu)點，在海洋構(gòu)筑物方面具有廣泛的應(yīng)用。但是由于陰極保護初期所需保護電流密度約為整個保護周期平均電流密度的3～5倍，采用普通犧牲陽極進行保護時，存在資源浪費和使被保護陰極負重過大的問題。因此，開發(fā)既滿足陽極壽命的要求，又符合初期極化電流條件的新型經(jīng)濟、環(huán)保型復(fù)合犧牲陽極具有重大意義。
　　 本文研究了一種新型的鎂鋁復(fù)合犧牲陽極，內(nèi)層材料為Al-Zn-In-Si合金，外層材料為MGAZ63B合金，通過對澆鑄

2、工藝的改進制得了內(nèi)外層結(jié)合良好的復(fù)合犧牲陽極試樣。
　　 通過對比分析四個不同電位下的陰極極化實驗確定了靜止海水(青島海域)中被保護鋼鐵構(gòu)件的最佳保護電位為-0.85V(vs.Ag/AgCl電極，電解液為飽和KCl溶液)；通過X-射線衍射法測試了被保護陰極表面所形成覆蓋產(chǎn)物的主要化學成分為Mg(OH)2，從而計算出鋼鐵構(gòu)筑物在靜止海水中的最佳保護電位范圍為-0.816～-0.930V(vs.Ag/AgCl)。
　　 利用

3、極化曲線和交流阻抗分析了犧牲陽極的活性和反應(yīng)機理。鎂基犧牲陽極(簡稱鎂陽極)與鋁基犧牲陽極(簡稱鋁陽極)極化曲線平坦，極化率小，反應(yīng)活性高，鎂陽極活性大于鋁陽極。復(fù)合犧牲陽極試樣兩合金交界面處由于合金的互熔，使其電化學活性介于鋁陽極與鎂陽極之間，鋁元素的存在加速鎂的腐蝕。在Q235鋼、鋁陽極、鎂陽極三者面積相同的情況下，Q235鋼被鋁陽極保護時，陰極反應(yīng)是由擴散過程控制的氧還原反應(yīng)：被鎂陽極保護時，陰極反應(yīng)是由活化過程控制的水還原反應(yīng)。

4、
　　 采用外加電流法測試了犧牲陽極的開路電位、工作電位。觀察了犧牲陽極的腐蝕形貌，并計算其電容量、電流效率等電化學性能參數(shù)。利用自放電法模擬了犧牲陽極的實際使用情況，補充測試了陰極保護電位等相應(yīng)的性能參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單純的鎂陽極與鋁陽極性能優(yōu)良、腐蝕均勻；復(fù)合犧牲陽極進行保護時，由于發(fā)生過保護現(xiàn)象，先后經(jīng)歷鎂陽極放電保護鋼鐵構(gòu)件、鎂陽極放電保護鋼鐵構(gòu)件與鋁陽極、鎂陽極與鋁陽極共同放電保護鋼鐵構(gòu)件、鋁陽極放電保護鋼鐵構(gòu)件四個階段