铝基阳极是近期发展起来的新型牺牲阳极材料,其优点是对金属构件的驱动电位高、理论电容量大、电流效率高,且资源丰富、成本低廉。但由于铝的性质活泼,本身极易氧化,因而阳极材料表面会被生成的致密的 Al2O3氧化膜所覆盖而阻止牺牲阳极正常活化溶解,导致阳极材料电流效率降低,使被保护的金属构件得不到有效保护,甚至发生电位逆转而加速金属构件腐蚀的严重后果。针对这一问题,国内外有关学者均采用合金化的方法破坏阳极表面的氧化膜,降低表面电位,促进阳极正常溶解。早期的合金化采用添加汞和镉等重金属元素,但由于会导致环境污染以及电流效率低等原因而限制了使用。本文在充分认识 Al-Zn、Al-Sn、Al-Mg-Zn 等基本合金系列的基础上,选取Al-Zn-In 系阳极为基元,通过改进添加的合金元素种类及含量,制得不同组元的铝基合金牺牲阳极材料,并对阳极材料进行电化学性能测试,以考察合金元素的种类、含量、凝固条件、热处理工艺对电流效率和阳极表面溶解状况的影响;同时,借助于金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射分析仪(XRD)对阳极材料的金相组织和电化学性能的关系进行了初步的探讨和研究。发现:1. Al-Zn-In-Sn 合金牺牲阳极的电化学性能与 Sn 的含量有关,在研究的含量中,Sn 含量为 0.02%时性能最佳,随着 Sn 含量的继续增加,电流效率和实际电容量则反而降低,因此,Sn 含量为 0.02%时为宜。2. Al-Zn-In-Si 合金牺牲阳极的电化学性能与 Si 的含量有关,Si 的含量越高阳极性能越差。适当的增加 In 的含量有助于消除 Si 的不利影响,使 Si 的允许含量放宽。但适量的 Si 有助于缩短铝阳极的活化时间。3. 添加合金元素 Sb 的 Al-Zn-In-Sb 阳极的电流效率变化不大,但阳极表面溶解状况得到明显改善,腐蚀溶解均匀,且多为孔蚀;而同时添加合金元素 Sn、Sb 制得的五元 Al-Zn-In-Sn-Sb 牺牲阳极既获得较高的电流效率,又保证了阳极具有较好的表面溶解状况。Sb 和 Sn 同时使用能相互促进各自的优点,抑制了各自的不良影响。Sb 和 Sn 具有一定的匹配效应。4. 铝基合金牺牲阳极材料在 NaCl 溶液中的接触腐蚀行为研究表明,合金电偶对的阳极电偶电流密度 jg 均随着 Cl-浓度的增加而增加,与电偶对阴阳极面 I<WP=5>积比成正比关系,偶对电偶电势 Eg随着 Cl-浓度的增加和偶对阴阳极面积比的减小而向负向变化。5. 铝基合金牺牲阳极材料在 NaCl 溶液中的小孔腐蚀行为研究表明,滞后环面积越大,孔蚀电位越负,孔蚀就越厉害,因此阳极材料的抗孔蚀能力就越差,反之,此类阳极材料就具有较好的溶解活性。6. 铝基合金牺牲阳极材料的金相组织和电流效率的研究表明,阳极晶粒尺寸越小,第二相数量越少,电流效率越高。自腐蚀、第二相的脱落和晶粒的脱落是阳极电流效率损失的三个原因。