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具有低自腐蚀电位的多主元合金设计、制备与性能研究

作　者: 陈汉杰
导　师: 甘章华
学　校: 武汉科技大学
专　业: 材料学
关键词: 多主元合金 电化学性能 金属间化合物 牺牲阳极材料
分类号: TG146.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本文依据多主元合金的成分设计原则，设计了AlMgZnSnCuMnNix，AlMgZnSnCuInx和AlMgZnSnInCux三种多主元合金体系，通过中频感应熔炼和模铸方法制备了合金铸锭，进行了极化曲线电化学性能的测试，并采用XRD进行了结构测定，采用SEM观察显微组织，采用EDS能谱进行了微区成分分析。在研究Ni对AlMgZnSnCuMnNix多主元合金的电化学性能影响的实验中发现，Ni的加入使得AlMgZnSnCuMnNix系列合金的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度变化很大，自腐蚀电位从-1.42V增加到-1.02V，自腐蚀电流密度从2.41×10-4A/cm2下降到1.13×10-5A/cm2。 Ni的加入明显改善AlMgZnSnCuMnNix系列合金的组织和电化学性能。XRD测试表明AlMgZnSnCuMnNix系列合金晶体结构复杂，并未形成简单的固溶体结构，而是形成了许多金属间化合物，SEM、EDS表明Ni加入后主要和Al形成Al、Ni金属化合物。在研究In对AlMgZnSnCuInx多主元合金的电化学性能影响的实验中发现，该类合金在3.5%NaCl溶液中具有低的自腐蚀电位和低的自腐蚀电流密度。自腐蚀电位位于-1.37V到-1.54V之间，自腐蚀电流密度在10-5-10-6A/cm2之间。In的加入明显改善了AlMgZnSnCuInx系列合金的耐腐蚀性能。XRD测试表明AlMgZnSnCuInx系列合金晶体结构复杂，并未形成简单的固溶体结构，而是形成了许多金属间化合物，SEM、EDS表明In加入主要和Sn形成In、Sn金属化合物。在研究Cu对AlMgZnSnInCux多主元合金的电化学性能影响的实验中发现，该合金在3.5%NaCl溶液中具有低的自腐蚀电位和较低的自腐蚀电流密度。自腐蚀电位在-1.43V到-1.53V之间。Cu的加入使AlMgZnSnInCux多主元合金的自腐蚀电位降低，但自腐蚀电流密度变化不大。通过XRD测试表明AlMgZnSnInCux系列合金晶体结构复杂，并未形成简单的固溶体结构，而是形成了许多金属间化合物，SEM，EDS发现，Cu的加入使得CuZnAl偏聚在一起，组织不均匀。在三种合金体系中，AlMgZnSnCuInx的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度都较低，可以作为一种良好的牺牲阳极材料。其中AlMgZnSnCuIn0.2性能最佳，自腐蚀电位为-1.54V，自腐蚀电流密度为7.4×10-6A/cm2，电化学性能最好。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
文献综述  8-19
  1.1 引言  8
  1.2 牺牲阳极保护法简介  8-11
    1.2.1 阴极保护原理  8-9
    1.2.2 牺牲阳极材料具备条件  9
    1.2.3 牺牲阳极保护法的主要特点  9-10
    1.2.4 常用的几种牺牲阳极材料  10-11
  1.3 高熵合金简介  11-17
    1.3.1 高熵合金的定义  11-13
    1.3.2 高熵合金的特性  13-15
    1.3.3 耐腐蚀性  15
    1.3.4 高熵合金固溶体形成判据  15-16
    1.3.5 应用  16-17
  1.4 研究目的及意义  17-19
第二章 Ni 对 AlMgZnSnCuMnNix 电化学性能的影响  19-30
  2.1 引言  19-20
  2.2 实验方法  20-21
  2.3 实验结果  21-27
    2.3.1 AlMgZnSnCuMnNix 系列多主元合金电化学性能分析  21-23
    2.3.2 AlMgZnSnCuMnNix 系列多主元合金 XRD 物相分析  23-24
    2.3.3 AlMgZnSnCuMnNix 系列多主元合金组织形貌及成分分析  24-27
  2.4 结果讨论  27-28
  2.5 本章小结  28-30
第三章 In 对 AlMgZnSnCuInx 多主元合金的电化学性能的影响  30-38
  3.1 引言  30
  3.2 实验方法  30-31
  3.3 实验结果  31-36
    3.3.1 AlMgZnSnCuInx 系列多主元合金电化学性能分析  31-32
    3.3.2 AlMgZnSnCuInx 系列多主元合金 XRD 物相分析  32-33
    3.3.3 AlMgZnSnCuInx 系列多主元合金组织形貌及成分分析  33-36
  3.4 结果讨论  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 Cu 对 AlMgZnSnInCux 多主元合金的电化学性能的影响  38-45
  4.1 引言  38
  4.2 实验方法  38-39
  4.3 实验结果  39-43
    4.3.1 AlMgZnSnInCux 系列多主元合金电化学性能分析  39-40
    4.3.2 AlMgZnSnCuInx 系列多主元合金 XRD 物相分析  40-41
    4.3.3 AlMgZnSnCuInx 系列多主元合金组织形貌及成分分析  41-43
  4.4 结果讨论  43
  4.5 小结  43-45
第五章 结论  45-46
参考文献  46-51
攻读硕士学位论文期间已发表论文  51-52
致谢  52

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中图分类: > 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 > 轻有色金属及其合金 > 铝
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