论文部分内容阅读
海洋钢结构保护中广泛应用牺牲阳极阴极保护法。被保护体在阴极保护初期需要的电流密度远大于整个保护周期,而保护初期的时间占整个保护周期的时间较少,所以在采用普通牺牲阳极进行保护时,造成了资源浪费和被保护体承载过大的问题。有人提出采用镁铝型复合阳极来解决保护初期需求高电流密度而后期需求较低电流密度的矛盾,但金属镁存在不宜加工和易燃的问题。 本论文研制了一种铝合金活性阳极来代替镁,组成铝合金复合牺牲阳极,可以在保护初期,发出较高的电流密度,后期维持较低的电流密度。 设计正交实验,采用恒电流加速实验法研究活性阳极,以腐蚀形貌和电流效率为指标,得到腐蚀形貌最优活性牺牲阳极和电流效率最优活性牺牲阳极;结合极化曲线和交流阻抗法研究活性阳极电化学性能,得到其开路电位相对饱和甘汞电极(SCE)为-1.45 V,电流效率大于60%,随着浸泡时间的延长,仍能够保持高活性溶解状态。 在实际海洋环境中,研究复合阳极的闭路电位、腐蚀形貌、初始和末期发出电流密度以及被保护体界面状态之间的关系,考察它们的实际电化学容量。在阴阳极面积比为50∶1、100∶1、200∶1、300∶1时,活性牺牲阳极表现出较负的电极电位,均负于-1.10(V.vs.SCE),随着阴阳极面积比的增大,活性阳极电位正移,电流密度变大。阳极腐蚀形貌良好,腐蚀较为均匀,除极端阴阳极面积比300∶1之外,电流效率均在45%以上。在阴阳极面积比为200∶1、132∶1、100∶1时,以活性阳极与基体阳极面积比为1∶1、1∶2、1∶4、1∶8组成复合阳极,四组复合阳极均为钢板提供了足够的保护,均能在保护初期提供较高的电流密度,在保护后期电流密度下降到较低值,持续提供保护,阳极腐蚀形貌良好,电流效率均高于55%。当阴阳极面积比一定,随着活性阳极比例增大(由1∶8到1∶1),阳极电位负移,电流密度变大。活性阳极电位均负于-1.10(V.vs.SCE),基体阳极电位均负于-0.9(V.vs.SCE),在活性阳极与基体阳极面积比一定时,随着阴阳极面积比的增大(由100∶1到200∶1),复合阳极初期发出的电流密度增大,电位正移,电化学效率下降,阳极腐蚀形貌均匀程度下降。