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焦作市安信輕合金科技有限公司
1. 高電壓鎂犧牲陽G
鎂為活潑金屬,其電化學(xué)性能受雜質(zhì)和合金元素的影響很大。當(dāng)其含有少量雜質(zhì),特別是含有析氫過電位較低的雜質(zhì)時(shí),會使鎂的自溶傾向加大,電流效率降低。鎂中的一些雜質(zhì)元素,如Fe, Co, Mn是以單質(zhì)的形式固溶于鎂基體中的,而另一些雜質(zhì),如Al, Zn, Ni, Cu等元素則易與鎂形成金屬間化合物,無論哪類雜質(zhì)元素,它們相對于鎂固溶體都呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的陰G性,能加大析氫的實(shí)用面積,進(jìn)一步加大鎂的腐蝕速度。盡可能降低純鎂陽G中雜質(zhì)元素的含量是必要的。雜質(zhì)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),應(yīng)控在:Zn<0.03. Mn<0.01. Fe<0.02, Ni<0.001 } Cu<0.001. Si<0.01.但這給純鎂陽G的生產(chǎn)帶來了困難。一般采用合金化方法,向工業(yè)鎂中加入一定量的合金元素如Mn, Al, Zn等,就可去除雜質(zhì)元素的不好影響,獲得性能優(yōu)良的鎂合金犧牲陽G材料。一般的純鎂陽G由于電流效率很低(僅為百分之30左右),使用壽命短,故目前己很少使用。
2. Mg-A1-Zn-Mn犧牲陽G
根據(jù)鋁和鋅的含量不同,性能不同,其中性能較好和獲得廣泛應(yīng)用的主要是Mg-6Al-3Zn-Mn合金,其表面溶解均勻,電流效率大于50%.鋁是陽G中的主要合金元素,可與鎂形成Mg17 A112強(qiáng)化相,提高合金的強(qiáng)度。但向工業(yè)鎂中單獨(dú)添加鋁時(shí),可形成大量的Mg Al, Mg2A13, Mg4 A13等金屬間化合物,這些金屬間化合物的存在,都會加大鎂的自腐蝕速度、加速固溶體的破壞。鋅可降低鎂的腐蝕率,減小鎂的負(fù)差異效應(yīng),提高陽G電流效率。微量的錳可抵消雜質(zhì)鐵、鎳的不好影響。當(dāng)錳的添加量為百分之0.3時(shí),可使鐵的允許含量達(dá)到百分之0.02,但同時(shí)也會降低電流效率。因此,雜質(zhì)鐵的含量以及相應(yīng)的錳含量應(yīng)盡可能低。鋁、鋅、錳的同時(shí)存在可進(jìn)一步降低對工業(yè)鎂中的雜質(zhì)元素含量的要求。為了獲得良好的電化學(xué)性能,Mg-AI-Zn-Mn系合金的雜質(zhì)含量應(yīng)嚴(yán)格控制。在相近的合金成分條件下,雜質(zhì)少的合金的電流效率明顯高于含雜質(zhì)多的合金。
陰G保護(hù)是基于電化學(xué)腐蝕原理的一種防腐蝕手段。美國腐蝕工程師協(xié)會對陰G保護(hù)的定義是:通過施加外加的電動(dòng)勢把電G的腐蝕電位移向氧化性較低的電位而使腐蝕速率降低。犧牲陽G陰G保護(hù)就是在金屬構(gòu)筑物上連接電位較負(fù)的金屬,如鋁、鋅或鎂。陽G材料不斷消耗,釋放出的電流供給被保護(hù)金屬構(gòu)筑物而陰GG化,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。外加電流陰G保護(hù)是通過外加直流電源向被保護(hù)金屬通以陰G電流,使之陰GG化。該方式主要用于保護(hù)大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu)。
保護(hù)電位是指陰G保護(hù)時(shí)使金屬腐蝕停止(或可忽略)時(shí)所需的電位。實(shí)踐中,鋼鐵的保護(hù)電位常取-0.85V(CSE),也就是說,當(dāng)金屬處于比-0.85V(CSE)更負(fù)的電位時(shí),該金屬就受到了保護(hù),腐蝕可以忽略。
化學(xué)反應(yīng)方程式
陽G反應(yīng):Mg-2e→Mg2+
陰G反應(yīng):H2O+ O2+2e →2OH-
鎂犧牲陽G的作用是使陰G(如鋼鐵等金屬)的腐蝕速率降低,達(dá)到保護(hù)陰G的目的。
鎂合金保護(hù)陰G的基本前提是陰G在沒有外加干擾的情況下的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕(即腐蝕的過程有電流產(chǎn)生),但并不是所有的電化學(xué)腐蝕都能用犧牲陽G來保護(hù),具體的應(yīng)用過程中應(yīng)具備以下條件:
1)腐蝕介質(zhì)一定是能導(dǎo)電的,以便能建立連續(xù)的電路。
2)被保護(hù)的金屬材料所處的介質(zhì)中要容易進(jìn)行陰G化,否則耗電量大,不易進(jìn)行陰G保護(hù)。
3)對于復(fù)雜的金屬設(shè)備或構(gòu)筑物,要考慮幾何上的PINBI作用,防止保護(hù)電流的不均勻性。
4)電絕緣(陰陽G之間)
5)電連續(xù)性(陰G系統(tǒng)間)
6)罐內(nèi)保護(hù)禁止用鎂合金犧牲陽G。
根據(jù)用途的不同,鎂合金犧牲陽G的形狀和尺寸也不相同,通常所用的D、S型陽G主要用在土壤環(huán)境中,帶狀陽G主要應(yīng)用于高電阻率的土壤、淡水及空間狹窄的局部場合