镁合金牺牲阳极是金属镁的一种实际应用产品,主要用于阴极保护的一种防腐材料镁合金产品,广泛应用于船舶、码头、油气管道、城市管网等水下地下钢铁构造设施和电器等的保护。它的防腐保护过程是一个漫长的自我牺牲过程,它的防腐保护基本原理是牺牲阳极保护阴极,就是将电位更负的金属(即阳极)与被保护的金属(即阴极)导线连接,并处于同一电解质中,使该金属(即阳极)上的电子转移到被保护的金属(即阴极)上去,被保护的金属(即阴极)原子不容易失去电子而变成离子(金属腐蚀就是原子失去电子变成离子的过程),使阴极(金属设施)得到保护。当然还有其材料的牺牲阳极。因此,镁合金牺牲阳极的质量(防腐)性能主要决定其所含化学成分及其比例和内部结构。
镁合金阳极特点
(1)比重小、电位较负。
(2)对铁的驱动电压高,电流效率低。
(3)特别适用于高电阻率介质中。
△对于电阻率大于100Ω·m,建议采用带状镁阳极。
单位质量发生电量大、电位高;是理想的牺牲阳极材料。
适用范围:适用于淡水中的输油、输气、供排水管线、地下电缆、化工、通讯、 港湾、船舶、水库闸门等工程的防腐保护。
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研究了压铸镁合金AZ91的阳极氧化膜的工艺及其耐蚀性,探讨了镁合金表面阳极氧化膜的组织、相、成分及其耐蚀性。研究结果显示,压铸镁合金AZ91阳极氧化膜表面系氧化物的聚集,阳极氧化膜在3.5%NaCl中的极化曲线与AZ91压铸镁合金的极化曲线对比,阳极氧化膜的极化曲线有明显的钝化区,但在极化区只呈锯齿状变化,耐蚀性较好。
采用电压-时间曲线、全浸腐蚀实验、极化曲线法、X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线光电子能谱法(XPS)等方法研究了AZ91D镁合金在含不同浓度硅酸钠的阳极化溶液中的阳极氧化行为和膜层的成分、结构.结果表明:在本文给定工艺中,AZ91D镁合金的阳极化过程可分为三个阶段:电火花出现之前的致密层生成阶段,少量小电火花出现的多孔层生成阶段,出现较大电火花的多孔膜层稳定生长阶段.阳极氧化过程中,随着阳极氧化溶液Na2S iO3浓度的升高,出现电火花的时间缩短,出现电火花时的电压值降低;阳极化膜的颗粒度变大甚至膜层出现裂纹,膜层厚度基本不变.阳极化膜层中主要含有Mg2+、O2-、S i4+和B3+,主要相结构为MgO、MgS iO3和Mg3B2O6.硅酸钠浓度对阳极化膜的耐蚀性影响较大,当硅酸钠浓度为120g/L时,膜层耐蚀性能最好.
在海水溶液中,镁合金作为电池阳极材料需要克服自腐蚀速率大、阳极利用率低、阳极极化 、电位滞后等问题。镁合金放电后 ,表面的氧化膜受到不可修复的破坏,随着自腐蚀持续进行 ,存储性能下降。给镁合金负极施加 阳极极化电流或电位 ,随阳极极化电流或电位的增加 ,镁合金阳极材料的自腐蚀电流密度反而增加 ,此现象称为“负差数效应”。此效应是镁 、铝等金属阳极溶解时存在的现象 ,是其放电电流效率降低的主要原因。