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碱性动力电池铝合金阳极研究

专 业: 材料物理与化学
关键词: 碱性动力电池 铝合金阳极 缓蚀剂 耐腐蚀性能 电化学性能 析氢测量法
分类号: TM911.14  TG146.21
形 态: 共 69 页 约 45,195 个字 约 2.162 M内容
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内容摘要


本文主要研究了合金元素、热处理以及热轧工艺对铝阳极在添加缓蚀剂Na2SnO3的5mol\L NaOH电解液中的电化学性能和耐腐蚀性能的影响。

目的在于通过分析研究,获得比较好的电化学活性,能够积极参与放电,同时还拥有良好的耐腐蚀性能的铝合金。

实验采用析氢测量法、计时-电位法(E-T曲线)、Tafel曲线、透射电镜、扫描电镜和能谱分析等分析测试方法研究了铝阳极材料在80℃,添加缓蚀剂的5mol\L NaOH电解液中的耐腐蚀性能及电化学性能。

结果表明:

1.铝阳极Al-1Mg-0.04Sn-0.01Bi-0.01Ga合金中,适当提高Sn含量或添加适量In元素,可以显著提高材料的耐腐蚀性能和电化学活性; 2.升高固溶处理的温度,铝阳极的活性逐渐提高,但是540℃以上,再升高温度对活性的影响非常小;而析氢量总体成上升趋势,自腐蚀电流密度逐渐增大,耐腐蚀性能下降。

540℃\5h固溶处理后的铝阳极综合性能较好。

3.在360℃轧制时,随着道次变形量的增加,动态再结晶逐步进行,组织不断细化、均匀,基体内活性元素Sn、In等也逐渐分布均匀,偏析相减少,降低了铝阳极的活性,提高了耐腐蚀性能,但是当道次变形量达到50%时,组织很不均匀,偏析相粗大,铝阳极的综合性能大大降低。

当道次变形量为40%时,铝阳极综合性能较好。

4.按道次变形量40%轧制时,轧制温度从330℃开始不断升高,动态再结晶逐步进行,组织逐渐均匀、细小,Sn和In等活性元素也逐渐均匀分布,偏析相减少,耐腐蚀性能提高;但当轧制温度升高到420℃时,晶粒的长大趋势增大,影响了组织的均匀性和合金元素的分布,使得偏析相增多,铝阳极的耐腐蚀性能下降。

当轧制温度为400℃时,活性达到-1.4v,析氢速率为0.1717ml\ min·c㎡,铝阳极综合性能最佳。

5.随着混合稀土含量的增加,自腐蚀电流密度不断降低,析氢量不断减少,耐腐蚀性能提高。

添加混合稀土使得铝阳极中偏析相细小、分布均匀,同时大大减少了偏析相中活性元素Sn、 In等的含量,铝阳极的活性降低。

当混合稀土含量为0.3%时,活性达到-1.44v,析氢速率为0.1779 ml\min·c㎡,铝阳极的综合性能比较好..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 文献综述
1.1引言
1.2铝合金阳极材料的应用
1.3铝合金阳极材料的研究进展
1.4铝合金阳极的活化机理
1.4.1“场逆”或“场促进”模型
1.4.2溶解-再沉积机理
1.4.3铝通过活化元素扩散机理
1.4.4不同电解液中的溶解机理
1.4.5表面自由能理论
1.4.6离子电阻的降低机理
1.5影响铝阳极性能的主要因素
1.5.1热处理对铝阳极性能的影响
1.5.2主要合金元素对铝阳极性能的影响
1.5.3缓蚀剂对铝阳极性能的影响
1.6本课题研究的目的和意义
第二章 实验内容与方法
2.1实验基本思路
2.2合金体系的选择
2.3实验流程
2.4合金制备
2.5样品制备
2.6实验检测分析
2.6.1铝阳极析氢速率的测定
2.6.2铝阳极电化学性能的测定
2.6.3显微组织分析
第三章 合金元素对铝阳极性能的影响
3.1合金元素对铝合金阳极活性的影响
3.2合金元素对铝合金阳极腐蚀性能的影响
3.3分析与讨论
3.4本章小结
第四章 热处理和热轧工艺对铝阳极组织和性能的影响
4.1固溶处理对铝合金阳极性能的影响
4.1.1固溶温度对铝阳极电化学性能的影响
4.1.2固溶温度对铝阳极腐蚀性能的影响
4.1.3固溶时间对铝阳极电化学性能的影响
4.1.4固溶时间对铝阳极腐蚀性能的影响
4.1.5分析与讨论
4.2热轧工艺对铝阳极组织和性能的影响
4.2.1道次变形量对铝阳极组织和性能的影响
4.2.2热轧温度对铝阳极组织和性能的影响
4.2.3分析与讨论
4.3退火对不同道次变形量的铝阳极性能的影响
4.3.1退火对铝阳极组织的影响
4.3.2退火对铝阳极电化学性能的影响
4.3.3退火对铝阳极腐蚀性能的影响
4.3.4分析讨论
4.4本章小结
第五章 混合稀土对铝阳极性能的影响
5.1混合稀土对铝阳极组织的影响
5.2混合稀土对铝阳极性能的影响
5.2.1混合稀土对铝阳极电化学性能的影响
5.2.2混合稀土对铝阳极腐蚀性能的影响
5.3分析与讨论
5.4本章小结
第六章 结论
参考文献
附 录

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中图分类: > TM911.14 > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 化学电源、电池、燃料电池
其他分类: > TG146.21 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 有色金属及其合金

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