年第
期
化 工 腐性 与 防 护
镁合 金 牺牲 阳 极 研 究
李
异
李建 三
,
郝 小军
,
华南理工大学 广州
摘
本文通 过正 交试 验 法 优 选 出最 佳成 份 的
,
要
一
一
一
阳极 配方 并 做成 阳极材 料
,
和 市 面商业镁 阳 极
、
进 行 电化 学 性 能 测 试 的 对 比 试 验 结 果 表 明 阳 极
,
无
论 在 电流 效 率 电极 电 位 或 表 面 溶 解 状 态 方 面 均 优 于
极 提 供 重 要 参 考 依据
。
商业 阳极 为 研究 生产镁 阳
、
关 健词 正 交试验
镁 合金 成份
电化 学 性 能
镁 阳极 研 究
镁 在海 水 中 的 溶解 理 论上 为
,
十
一 前
、
言
有
,
根 据这 一 反 应 其理 论 电化 当量 应 该是
,
,
而 在 实 际 上 其 电化 当 量 最 好 也 只
,
,
现 代 化 的 城 市 由于 工 业 建 设 的 发 展 和 人 民 生 活 需 要 的 不 断 改 善 地 下 管 线 及 构 筑 物 日益 增 多 这些地 下钢铁 设 施 在大 气 及 水 源 污 染 愈 来愈 严 重 的 土 壤 中 将 遭 受 到 不 同 程 度 的 破
, , , ,
,
约
这 可能 是 在溶 解过 程
十
,
中大 部 分 生 成 中 间 一 价 离 子
质 中继 续 氧 化 成 极表面 和
,
然后 再 在介
十
即
,
在阳
。
一
扩
,
十
在介质中
坏川
。
目前 保 护 地 下 管 线 等 构 筑 物 简 便 而 有
由于 镁 是 活 泼 金 属 所 以 当 其 含 有 数 量 不 多 的 杂 质 时 特 别 是 含 有 较 低 的 析 氢 超 电位 的 金 属 杂 质 时 镁 合 金 本 身 表 现 出 明 显 的 自溶 倾 向【
, ,
效 的 方 法 仍 然 是 涂 层 和 镁 合 金 牺 牲 阳 极 的联 合
保护
,
。
而 镁 合 金 阳 极 的性 能 则 是 保 护 效 果 的 关
、
,
键 目前 一 些 单 位 提 供 的 镁 阳 极 自腐 蚀 严 重 电
这 不 仅是 由于 在 和 很 多 合 金 化 组 分 及 杂
, ,
流效 率 低 致 使 工 程 保 护 效 益 差 成 本 昂 贵 本
,
、
质 组 成 的 微 型 电偶 中镁 是 活 泼 的 阳 极 而 且 是 由 于 镁 和 它 的 合 金 具 有 负 差 异 效 应 对 镁 自榕 速 度 影响较 大 的 有 铁 镍 钻 和 铜 影 响较 小的
、
、
,
文 介 绍 一 种 用 正 交 试 验 法 优 选 出 的镁 合 金 阳 极 成 份 仅 供 生 产 研 究参考
、
,
、
。
有福 锰 钠 硅 锌 铝 铅 等 由于 这 些 杂 质的
、
、
、
、
、
、
,
二 镁 合金 阳 极特性
镁 合 金 作 为牺牲 阳 极 使 用 始 于
,
加 入 使 镁 阳 极 的 电流效 率 受 到 很 大 的 影 响 表
,
,
说 明 了镁 合 金 阳 极 在 海 水 中其 化 学 成 份 与 电 年〔 〕
,
流效 率 之 间 的 关 系 ’ 从 表 可 看 出 杂 质 含 量 高 其 电流 效 率 明 显 下 降
,
,
,
。
镁具有 很 高 的 化 学 活 性 其 标 准 电 极 电位 为
一
,
在海水 中的稳定 电位
为
。
一
朽
相
对 氢 标准 电 极
化 工 腐性 与防 护
表
镁 合 金 阳极 的化 学 成份 和 电 流 效率 之 间 的 关 系
主要 成 分
年第
期
。
与 市 面 出售 的一 般镁 阳 极 进 行 对 比试 验 试验 方 法
杂 质 不 超过
电流 效率
一
吨
一
一 〕
一
凡
一
〕
余量 余量 量
一
、
加 一
一
一
本 研 究所 用 的 试 验 方 法 包 括 正 交 试 验 都是 参 照 国 家 标 准
又
,
,
一
一
,
一
〕
一 余量 量
一
的测试 方法 进
,
,
一 〕
一 一
行 镁 阳 极 的 电化 学 性 能 测 试 试 样 尺 寸 为 表 面光 洁 度 为 甲
, ,
中
一
一
一
研 究镁 阳 极
,
与商 品 镁 阳 极
,
各准 备 平 行试 样三 只做 试
“,
三 实 验 方 法 与 步骤
镁 阳 极 配 方 的选 定
试 验 中选 用 目 前 市 面 出 售 的 杂 质 含 量 较 少 的镁 锭 并 通 过 正 交 试 验 法 选 定 系列 中
如表
、 、
, , , ,
、
验 试样先用 丙 酮 除 油 然后进 行 干 燥 称重 试
样两 端 涂 封 中 间 工 作 面 积 为
为 为 为
,
, , , ,
,
试验介质
,
溶 液 室 温 阳极 试验 电流密 度
时 辅 助 阴 极 为 普 通 碳 钢 圆筒 面 积 澎 试验时间
, ,
昼夜
,
电位测量用
,
一
一
型 数 字 电 压 表 参 比 电极 为 饱 和 甘 汞 电
的最 佳 含量 最 后 得到
极 连 接 铜 电量 计 计 算 实 际 电 量 试 验 装 置 见 图
中所 列的合 金 最 佳 含量 范 围 并将试 样
亩 习
一 辅助 阴 极
一 数字 电压 表 一 电源
一参 比 电极
一 电流 表
一 铜 电 量计
一 电容
一 电阻
图 试 验 步骤 试样 浸入 介质
天 测量一次 工 作 电 位
,
镁 阳极试验 装置示 意图
摄 阳 极 的表 面 形 貌 同 时 用 蒸 馏 水 清 洗 干 净 铜
,
电量 计 的 阴极 干燥 后 称 重 并 计 算 电量 后 测 定 阳 极 的 开 路 电位
, , ,
,
,
。
然后 正 式 通 电使 电 流 密 度 稳 定 在
,
每
四 试 验 结 果及讨论
两种镁 阳极 的 化 学 组成 分 别对
,
、
天后停 电 并在停电 氧化 铬和
,
后 半 小时测 其开路 电位 取 出试 样观 察 其 表面
溶解状 态 然后 在 巧 液中煮 巧
。
,
,
铬酸银溶
、
冲洗 干 净 并 于 干燥 后 称重 拍
和
两 组 阳 极 的试 样 进
,
行 化学 成 份 分 析 其 成 份 及 杂 质 含 量 见 表
从
年第
期
化 工 腐 蚀 与 防护
, ,
表
可看到
,
商 品 阳极 为
,
含量
化 学性 能 会 产 生 影 响 作 用
。
都比
研 究 阳 极 的含 量高 这 对 阳极 的 电 表 两种 镁 阳极 的 化 学 成 份
川
戮
较 负 开路 电位 为 作 电位 为
一
,
。
余
仪,
,
《 阴
余盈 盈
,
两 种 镁 阳 极 的 阳极 电 位
两 种 镁 合 金 阳 极 在 海 水 中 的 电 极 电位 都 比
一 一
如 前 面 所述 镁 合 金 是
一 种 活 性 很 高的 金 属 在 强 电解 质 的 海 水 中 尽 管 它 们 所 含 的 微 量 元 素 有 所不 同 但 其 电位 相 差 不 大 一 般 都 较 铝 锌
, , ,
、
一
一
,
,
工
正
等 合金 的牺 牲 阳 极 要 负得 多
。
一
之间 见图
,
。
川 枷 相
奋 ） （ 进 钾
勺
天数
图 旧 一 洲 倪 枷 一
一
淤 ） 田 （ 宁
一
住
协
天数
两 种镁 阳 极 的 电 位 时 间 曲 线
一
阳极
一
一
阳极
化 工 腐性 与 防 护
年第
期
两 种镁 阳 极 的 电 流 效 率
两 种 镁 阳 极 的 阳 极 电流 效 率 见 表
,
两 种镁 阳极 的 表面溶 解 形 态
从表
,
两 种镁 阳 极 的 表 面 溶 解 形 态
,
,
阳极
可 看 到 研 究 阳极
,
, ,
由于 其 杂 质 含 量 低 几
由 于 其 合 金 含量 及 杂 质 含量 都 被 控制 在 较 合 理
乎 处 于 可忽略 范 围 而 其合 金 含 量 又是通过 正 交 试验 得 出 来 的 配 方 所 以 其 电 流 效 率 达 到
,
的 范 围 内 所 以 其 表 面 溶 解 比较 均 匀 腐蚀 产物
,
也 容 易脱 落 而
,
,
阳 极 由于 其 杂 质 含 量 比
,
其实 际 发 生 电 量 在
,
从
,
以上 而
,
阳极 的高 且 合 金 含 量 也 并 非 最佳 范 围
, ,
镁 阳极 由 于 没 有 严 格 控 制 其 原 料 的 杂 质 含 量 其合 金 成 份 也 并 非 最 佳 的 配 合 所 以 其 电
,
所 以 阳 极 表 面 的 电 偶 腐 蚀 较 突 出 其 影 响 的结
果 表 现 出 表 面 的 坑 蚀 严 重 造 成 凹 凸 不平 的溶
流效 率 只 有
,
,
实际 发 生 电量 为
。
解 状态 及蚁 穴型
,
。
这正 如上 面 所述
镁 是一 种活 泼 元 素
, ,
其 本 身 具 有 很 高 的 自溶 性 这 不 仅 是 由 于 在 和
很 多 合金化 组 分 及 杂 质组 成 的 电偶 中 它是 活
五 结
,
、
论
泼 的 阳极 而且 是 由 于 镁 和 它 的合 金 具有 负差
异 效 应 而 负 差 异 效 应 现 象 反 映 了金 属 或 者 合
,
,
通过上述 讨 论 可 看 出 本文 通过 正 交 试 验
得到 的
,
阳极 是 一 种 合 金 含 量 适 中 杂 质
,
、
、
金 在 阳 极 极 化 时 自溶 速 度 的 增 加 而 且 金 属 中
,
含 量 少 的 优 质 镁 阳极 其 电流 效 率 高 表 面溶 解
均 匀 适 合 用于 各 种 化 学 保 护 工 程 特别 适 用 于 高 电阻 介 质情 况 下 如 土 壤 淡 水 的 阴 极 保 护 工 程 其 保 护 效 果 及 经 济 效 益 将 会 有 明显 的提
,
的 阴极 杂 质 和 外 电 流 都 可 以 成 为 阳 极 极 化 的 电
,
源 ’ 因 此 杂 质 含 量 高 的 合 金 其 电流 效 率 明 显
,
、
下降
。
表
两 种 镁 阳 极 的 电流 效 率
实际 发
生 电量 量
高
。
戴
目开 路 电 位工 作 电 位 电流 流
表 面 溶解 状 况
效率
参考文献
表面 溶解 比 较均 匀 腐 蚀 产 物 容 易
脱 落
,
‘ ‘ 厂 产 ｝ 沪
一
一
一
,,
产 、 胜 、 、 ‘ 卫
李
异 等 腐 蚀 与防 护
‘
,
,
,
一
,
二
, , ,
一
,
,
一
一
一
一
, ,
一
一
表面溶解不 均 匀 蚁 穴 状 腐蚀产物 较 易脱落
,
毕毕柯 夫 海 船 电 化 学 保 护
,
国 防工 业 出版社
年第
期
化 工 腐性 与 防 护
镁合 金 牺牲 阳 极 研 究
李
异
李建 三
,
郝 小军
,
华南理工大学 广州
摘
本文通 过正 交试 验 法 优 选 出最 佳成 份 的
,
要
一
一
一
阳极 配方 并 做成 阳极材 料
,
和 市 面商业镁 阳 极
、
进 行 电化 学 性 能 测 试 的 对 比 试 验 结 果 表 明 阳 极
,
无
论 在 电流 效 率 电极 电 位 或 表 面 溶 解 状 态 方 面 均 优 于
极 提 供 重 要 参 考 依据
。
商业 阳极 为 研究 生产镁 阳
、
关 健词 正 交试验
镁 合金 成份
电化 学 性 能
镁 阳极 研 究
镁 在海 水 中 的 溶解 理 论上 为
,
十
一 前
、
言
有
,
根 据这 一 反 应 其理 论 电化 当量 应 该是
,
,
而 在 实 际 上 其 电化 当 量 最 好 也 只
,
,
现 代 化 的 城 市 由于 工 业 建 设 的 发 展 和 人 民 生 活 需 要 的 不 断 改 善 地 下 管 线 及 构 筑 物 日益 增 多 这些地 下钢铁 设 施 在大 气 及 水 源 污 染 愈 来愈 严 重 的 土 壤 中 将 遭 受 到 不 同 程 度 的 破
, , , ,
,
约
这 可能 是 在溶 解过 程
十
,
中大 部 分 生 成 中 间 一 价 离 子
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,
然后 再 在介
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,
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。
一
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,
十
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。
目前 保 护 地 下 管 线 等 构 筑 物 简 便 而 有
由于 镁 是 活 泼 金 属 所 以 当 其 含 有 数 量 不 多 的 杂 质 时 特 别 是 含 有 较 低 的 析 氢 超 电位 的 金 属 杂 质 时 镁 合 金 本 身 表 现 出 明 显 的 自溶 倾 向【
, ,
效 的 方 法 仍 然 是 涂 层 和 镁 合 金 牺 牲 阳 极 的联 合
保护
,
。
而 镁 合 金 阳 极 的性 能 则 是 保 护 效 果 的 关
、
,
键 目前 一 些 单 位 提 供 的 镁 阳 极 自腐 蚀 严 重 电
这 不 仅是 由于 在 和 很 多 合 金 化 组 分 及 杂
, ,
流效 率 低 致 使 工 程 保 护 效 益 差 成 本 昂 贵 本
,
、
质 组 成 的 微 型 电偶 中镁 是 活 泼 的 阳 极 而 且 是 由 于 镁 和 它 的 合 金 具 有 负 差 异 效 应 对 镁 自榕 速 度 影响较 大 的 有 铁 镍 钻 和 铜 影 响较 小的
、
、
,
文 介 绍 一 种 用 正 交 试 验 法 优 选 出 的镁 合 金 阳 极 成 份 仅 供 生 产 研 究参考
、
,
、
。
有福 锰 钠 硅 锌 铝 铅 等 由于 这 些 杂 质的
、
、
、
、
、
、
,
二 镁 合金 阳 极特性
镁 合 金 作 为牺牲 阳 极 使 用 始 于
,
加 入 使 镁 阳 极 的 电流效 率 受 到 很 大 的 影 响 表
,
,
说 明 了镁 合 金 阳 极 在 海 水 中其 化 学 成 份 与 电 年〔 〕
,
流效 率 之 间 的 关 系 ’ 从 表 可 看 出 杂 质 含 量 高 其 电流 效 率 明 显 下 降
,
,
,
。
镁具有 很 高 的 化 学 活 性 其 标 准 电 极 电位 为
一
,
在海水 中的稳定 电位
为
。
一
朽
相
对 氢 标准 电 极
化 工 腐性 与防 护
表
镁 合 金 阳极 的化 学 成份 和 电 流 效率 之 间 的 关 系
主要 成 分
年第
期
。
与 市 面 出售 的一 般镁 阳 极 进 行 对 比试 验 试验 方 法
杂 质 不 超过
电流 效率
一
吨
一
一 〕
一
凡
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余量 余量 量
一
、
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一
一
本 研 究所 用 的 试 验 方 法 包 括 正 交 试 验 都是 参 照 国 家 标 准
又
,
,
一
一
,
一
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一 余量 量
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,
,
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一 一
行 镁 阳 极 的 电化 学 性 能 测 试 试 样 尺 寸 为 表 面光 洁 度 为 甲
, ,
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一
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研 究镁 阳 极
,
与商 品 镁 阳 极
,
各准 备 平 行试 样三 只做 试
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三 实 验 方 法 与 步骤
镁 阳 极 配 方 的选 定
试 验 中选 用 目 前 市 面 出 售 的 杂 质 含 量 较 少 的镁 锭 并 通 过 正 交 试 验 法 选 定 系列 中
如表
、 、
, , , ,
、
验 试样先用 丙 酮 除 油 然后进 行 干 燥 称重 试
样两 端 涂 封 中 间 工 作 面 积 为
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,
, , , ,
,
试验介质
,
溶 液 室 温 阳极 试验 电流密 度
时 辅 助 阴 极 为 普 通 碳 钢 圆筒 面 积 澎 试验时间
, ,
昼夜
,
电位测量用
,
一
一
型 数 字 电 压 表 参 比 电极 为 饱 和 甘 汞 电
的最 佳 含量 最 后 得到
极 连 接 铜 电量 计 计 算 实 际 电 量 试 验 装 置 见 图
中所 列的合 金 最 佳 含量 范 围 并将试 样
亩 习
一 辅助 阴 极
一 数字 电压 表 一 电源
一参 比 电极
一 电流 表
一 铜 电 量计
一 电容
一 电阻
图 试 验 步骤 试样 浸入 介质
天 测量一次 工 作 电 位
,
镁 阳极试验 装置示 意图
摄 阳 极 的表 面 形 貌 同 时 用 蒸 馏 水 清 洗 干 净 铜
,
电量 计 的 阴极 干燥 后 称 重 并 计 算 电量 后 测 定 阳 极 的 开 路 电位
, , ,
,
,
。
然后 正 式 通 电使 电 流 密 度 稳 定 在
,
每
四 试 验 结 果及讨论
两种镁 阳极 的 化 学 组成 分 别对
,
、
天后停 电 并在停电 氧化 铬和
,
后 半 小时测 其开路 电位 取 出试 样观 察 其 表面
溶解状 态 然后 在 巧 液中煮 巧
。
,
,
铬酸银溶
、
冲洗 干 净 并 于 干燥 后 称重 拍
和
两 组 阳 极 的试 样 进
,
行 化学 成 份 分 析 其 成 份 及 杂 质 含 量 见 表
从
年第
期
化 工 腐 蚀 与 防护
, ,
表
可看到
,
商 品 阳极 为
,
含量
化 学性 能 会 产 生 影 响 作 用
。
都比
研 究 阳 极 的含 量高 这 对 阳极 的 电 表 两种 镁 阳极 的 化 学 成 份
川
戮
较 负 开路 电位 为 作 电位 为
一
,
。
余
仪,
,
《 阴
余盈 盈
,
两 种 镁 阳 极 的 阳极 电 位
两 种 镁 合 金 阳 极 在 海 水 中 的 电 极 电位 都 比
一 一
如 前 面 所述 镁 合 金 是
一 种 活 性 很 高的 金 属 在 强 电解 质 的 海 水 中 尽 管 它 们 所 含 的 微 量 元 素 有 所不 同 但 其 电位 相 差 不 大 一 般 都 较 铝 锌
, , ,
、
一
一
,
,
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。
一
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,
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天数
图 旧 一 洲 倪 枷 一
一
淤 ） 田 （ 宁
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住
协
天数
两 种镁 阳 极 的 电 位 时 间 曲 线
一
阳极
一
一
阳极
化 工 腐性 与 防 护
年第
期
两 种镁 阳 极 的 电 流 效 率
两 种 镁 阳 极 的 阳 极 电流 效 率 见 表
,
两 种镁 阳极 的 表面溶 解 形 态
从表
,
两 种镁 阳 极 的 表 面 溶 解 形 态
,
,
阳极
可 看 到 研 究 阳极
,
, ,
由于 其 杂 质 含 量 低 几
由 于 其 合 金 含量 及 杂 质 含量 都 被 控制 在 较 合 理
乎 处 于 可忽略 范 围 而 其合 金 含 量 又是通过 正 交 试验 得 出 来 的 配 方 所 以 其 电 流 效 率 达 到
,
的 范 围 内 所 以 其 表 面 溶 解 比较 均 匀 腐蚀 产物
,
也 容 易脱 落 而
,
,
阳 极 由于 其 杂 质 含 量 比
,
其实 际 发 生 电 量 在
,
从
,
以上 而
,
阳极 的高 且 合 金 含 量 也 并 非 最佳 范 围
, ,
镁 阳极 由 于 没 有 严 格 控 制 其 原 料 的 杂 质 含 量 其合 金 成 份 也 并 非 最 佳 的 配 合 所 以 其 电
,
所 以 阳 极 表 面 的 电 偶 腐 蚀 较 突 出 其 影 响 的结
果 表 现 出 表 面 的 坑 蚀 严 重 造 成 凹 凸 不平 的溶
流效 率 只 有
,
,
实际 发 生 电量 为
。
解 状态 及蚁 穴型
,
。
这正 如上 面 所述
镁 是一 种活 泼 元 素
, ,
其 本 身 具 有 很 高 的 自溶 性 这 不 仅 是 由 于 在 和
很 多 合金化 组 分 及 杂 质组 成 的 电偶 中 它是 活
五 结
,
、
论
泼 的 阳极 而且 是 由 于 镁 和 它 的合 金 具有 负差
异 效 应 而 负 差 异 效 应 现 象 反 映 了金 属 或 者 合
,
,
通过上述 讨 论 可 看 出 本文 通过 正 交 试 验
得到 的
,
阳极 是 一 种 合 金 含 量 适 中 杂 质
,
、
、
金 在 阳 极 极 化 时 自溶 速 度 的 增 加 而 且 金 属 中
,
含 量 少 的 优 质 镁 阳极 其 电流 效 率 高 表 面溶 解
均 匀 适 合 用于 各 种 化 学 保 护 工 程 特别 适 用 于 高 电阻 介 质情 况 下 如 土 壤 淡 水 的 阴 极 保 护 工 程 其 保 护 效 果 及 经 济 效 益 将 会 有 明显 的提
,
的 阴极 杂 质 和 外 电 流 都 可 以 成 为 阳 极 极 化 的 电
,
源 ’ 因 此 杂 质 含 量 高 的 合 金 其 电流 效 率 明 显
,
、
下降
。
表
两 种 镁 阳 极 的 电流 效 率
实际 发
生 电量 量
高
。
戴
目开 路 电 位工 作 电 位 电流 流
表 面 溶解 状 况
效率
参考文献
表面 溶解 比 较均 匀 腐 蚀 产 物 容 易
脱 落
,
‘ ‘ 厂 产 ｝ 沪
一
一
一
,,
产 、 胜 、 、 ‘ 卫
李
异 等 腐 蚀 与防 护
‘
,
,
,
一
,
二
, , ,
一
,
,
一
一
一
一
, ,
一
一
表面溶解不 均 匀 蚁 穴 状 腐蚀产物 较 易脱落
,
毕毕柯 夫 海 船 电 化 学 保 护
,
国 防工 业 出版社