陰極保護用金屬氧化物陽極研究.pdf

1、本文針對大型海洋船舶陰極保護工程的需要,開展了金屬氧化物陽極材料、大排流量輔助陽極組件的研究,并進行了實海模擬試驗.該工作對陰極保護用輔助陽極的發(fā)展和應用、對我國大型船舶陰極保護技術水平的提高具有非常積極的意義.通過本研究工作,主要取得了如下的成果: 系統(tǒng)地研究了銥鉭氧化物陽極的微觀組織結構及其在中性溶液中的表面電化學特征.了解成分和基體表面預處理對銥鉭氧化物陽極形貌和精細結構的影響,揭示了銥鉭氧化物陽極的微觀結構和表面電化學特

2、征之間的關系.結果表明: 銥鉭氧化物陽極的表面仍反映出鈦基體浸蝕后的形貌特征,銥含量對陽極的微觀結構有明顯影響.銥鉭氧化物陽極的表面狀態(tài)受Ir(Ⅲ)/Ir(Ⅳ)氧化還原轉(zhuǎn)變所控制.涂層中銥含量在50～70﹪時具有最高的電化學活性和最大的電化學活性表面積,這主要來自于氧化物涂層內(nèi)表面的貢獻. 70﹪Ir含量的銥鉭氧化物陽極具有最高的電化學穩(wěn)定性和貴金屬利用效率,這是因為一方面各組元之間的交互作用提高了耐蝕性,另一方面該成份

3、的氧化物涂層不僅具有良好的電催化效應,而且具有最大的電化學活性表面積,使得真實電流密度大大降低. 對銥鉭金屬氧化物陽極的失效過程進行了電化學監(jiān)測,根據(jù)CV、EIS、SEM和EDX的分析結果,闡明了銥鉭金屬氧化物陽極的失效機理,并提出了進一步改進金屬氧化物陽極性能的可能途徑. 研究了金屬氧化物陽極在海水中的電化學性能,金屬氧化物陽極比鉑復合陽極、鉛銀合金等其它陽極材料具有更高的電化學活性和更低的消耗率,屬于高性能輔助陽極材

4、料. 采用高性能的金屬氧化物作陽極體,以環(huán)氧玻璃鋼作陽極絕緣托架,研制出了大排流量陽極組件.實海模擬試驗表明,所研制的大排流量陽極組件額定排流量大于100A,陽極托架和環(huán)氧膩子陽極屏涂層具有優(yōu)異的耐電性能和耐海水、耐氯氣腐蝕性能. 確定了環(huán)氧陽極屏涂層的厚度對其耐陰極剝離性能的影響,獲得了大排流量陽極組件周圍陰極電位場的分布特征,分析了有關標準中陽極屏尺寸經(jīng)驗計算公式的適用性,為陽極屏涂層的實船設計涂裝提供可靠的技術依據(jù)