鎂及合金電化學(xué)氧化行為的研究.pdf

1、鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來(lái)源豐富、成本低、燃料易于貯運(yùn)、使用溫度范圍寬及污染小等特點(diǎn)。作為一種高能化學(xué)電源，在可移動(dòng)電子設(shè)備電源、自主式潛航器電源、海洋水下儀器電源和備用電源等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，在電解質(zhì)溶液中，鎂合金作為電池負(fù)極材料存在自腐蝕速度大、陽(yáng)極利用率低、陽(yáng)極極化、電位滯后、電化學(xué)活性下降等問(wèn)題。因此，為減少鎂陽(yáng)極的自腐蝕和增加其電氧化活性，有必要進(jìn)行新型鎂合金材料和電解質(zhì)溶液添加劑的研究。

2、 本論文利用恒電勢(shì)氧化測(cè)試、Tafel極化曲線、電化學(xué)阻抗譜以及掃描電子顯微鏡等技術(shù)對(duì)純鎂及其合金放電和自腐蝕行為進(jìn)行了研究，比較了幾種新型Mg—Li合金性能的優(yōu)劣：考察了氧化鎵作為電解質(zhì)溶液添加劑對(duì)純鎂及其合金放電和自腐蝕行為的影響。 對(duì)純鎂在中、堿性溶液中的電化學(xué)性能研究發(fā)現(xiàn)：純鎂在KOH溶液中氧化電流密度只有0.032mA·cm-2，電氧化活性非常差，不適合于在堿性溶液中作為電池負(fù)極材料。而純鎂在0.7mol/L NaC

3、l溶液中氧化電流密度為27mA·cm-2，要比在堿液中的氧化活性大很多，有良好的電化學(xué)性能。 然后對(duì)其它四種鎂合金進(jìn)行電化學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)商業(yè)AZ31合金在中性鹽溶液中腐蝕電流密度為144.684μA·cm-2，比純鎂和三種自制的鎂鋰合金的腐蝕電流密度要小，但是氧化電流密度是33 mA·cm-2，低于其它合金。三種自制的鎂鋰合金中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％鈰的2#合金與純鎂及其它合金相比，腐蝕電流密度要比其它兩種鎂鋰合金的腐蝕電流密度小，電氧化

4、活性良好，說(shuō)明鈰對(duì)于合金的抗腐蝕性有改善作用，從這三種鎂鋰系合金可看出1％鈰的合金摻雜量為最佳配比。 在氧化鎵加入后，通過(guò)對(duì)純鎂和四種鎂合金的電化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)純鎂及其合金的電氧化活性均有一定程度的提高，氧化電流密度增加2～4μA·cm-2。而不含鈰的1#鎂鋰合金的腐蝕電流密度由加入前的200μA·cm-2 之以上減少至100μA·cm-2以下，說(shuō)明氧化鎵對(duì)于不含鈰的1#鎂鋰合金有既提高其電氧化活性，又增加其抗腐蝕性的雙重作用。對(duì)于