Y,Mn和Nd合金元素对镁合金耐蚀性和电化学性能影响

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouxiangguchan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
镁合金电负性高,能量密度大,在电化学领域具有很大的应用潜力。但是镁合金本身由于化学性能活泼,自腐蚀问题严重,在镁电池方面的应用受到了限制。因此,本文通过考了Y,Mn和Nd三种合金因素以及形成的第二相对镁合金的腐蚀性能和电化学性能的影响来分析考察镁合金作为阳极材料的性能,并讨论了第二相的种类和分布情况对镁合金腐蚀性能和电化学性能的影响,找到性能最好的阳极材料。本文采用浸泡实验,失重实验和析氢实验来测试了三种合金元素对镁合金的腐蚀性能的影响,通过开路电位测试(OCP)、Tafel极化曲线、电化学阻抗测试(EIS)、恒电流-时间曲线测试以及扫描电子显微镜(SEM)等手段考察了镁合金在3.5 wt.%NaCl溶液中,作为电池阳极材料的电化学性能。第二相的种类方面,比较了α-Mn,Mg24Y5和Mg12Nd三种第二相对镁合金的耐腐蚀性能和电化学性能的影响;第二相的分布状态方面,比较在晶界连续分布的Mg12Nd和枝晶间分布的Mg24Y5的两种第二相分布状态对镁合金的耐腐蚀性能和电化学性能的影响。研究结果如下:随着Y元素的增加,Mg-Y合金的耐腐蚀性能逐渐降低。富含Mg24Y5第二相的枝晶间首先发生点蚀现象,随后沿着富Y的区域发生扩展。同时,在浸泡的过程中,M-Y合金的腐蚀速率呈现先上升后平稳的趋势。而电化学活性随着Y含量的逐渐增加,恒电流放电电压性能逐渐提高。同时,随着第二相数量的增加,放电形貌逐渐均匀,放电产物富集的现象逐渐减小。随着Mn元素的增加,Mg-Mn合金的耐腐蚀性性能逐渐提高。利用失重法测得的腐蚀速率中,Mg-0.5Mn合金的腐蚀速率随着浸泡时间的增加而增加。Mg-1Mn,Mg1.5Mn和Mg-2Mn合金的腐蚀速率随着浸泡时间的增加而逐渐稳定。α-Mn第二相与基体之间,没有发生剧烈的电偶腐蚀现象。其电化学性能随着Mn含量的增加而逐渐降低,恒电流放电电压逐渐降低。随着Mn含量的增加,放电形貌逐渐不均匀,出现大量的放电产物富集。在Mg-x Y-1Mn合金中,合金的耐腐蚀性能随着Y含量的增加而逐渐增加。Mg-0.5Y-1Mn和Mg-1Y-1Mn的腐蚀速率随着浸泡时间的增加逐渐平稳,而Mg-3Y-1Mn和Mg-5Y-1Mn的腐蚀速率随着浸泡时间的增加,而呈现一个上升趋势。Mg24Y5第二相依旧是发生点蚀的源头。横向对比Mg-Y合金,Mn的添加提高了合金的耐腐蚀性能。随着Y含量的从0.5wt.%增加到3wt.%,合金的电化学活性逐渐降低,恒电流放电电压逐渐降低。从3wt.%增加到5wt.%,电化学活性再次上升。同时,随着Y含量的增加,放电形貌逐渐均匀。在Mg-x Nd-0.3Zr合金中,Mg-5Nd-0.3Zr合金兼备着最好的耐腐蚀性能和最好的放电性能。Mg-5Nd-0.3Zr中的Mg12Nd第二相在浸泡过程中,可以有效的阻碍腐蚀的连续进行,有效的保护了基体。而Mg-11Nd-0.3Zr中的Mg12Nd第二相在浸泡过程中,由于过于粗大,在腐蚀过程中,成为腐蚀裂缝的源头。同时,Mg-5Nd-0.3Zr的电化学活性较高。其恒电流放电电压较高,同时,放电形貌也较均匀。
其他文献
在超级电容器领域,金属硫化物已经受到研究者与日俱增的关注。和对应的金属氧化物比较,它们有更强的导电能力和更高的机械稳定性、热稳定性,以及更丰富的氧化还原反应,这预示着金属硫化物有更强的电荷存储能力。但较低的稳定性、模糊的存储机理制约着金属硫化物的发展。目前,寻求高效、低成本的合成方法,厘清硫化物的电化学存储机理以及建立明晰的结构-性能关系是材料、化学、能源等学科交叉的重要领域。因此,为了推动金属硫
农村城镇化是一个集经济、社会和环境于一体的综合性问题,其实质是农村产业结构和资源配置的不断优化。小城镇的发展不同于大城市的发展。小城镇处于人工环境和自然环境之间;与
无人飞艇是一种具有推进装置,可控制飞行的轻于空气的航空器。随着科技的发展,无人飞艇显得越来越重要,并在许多领域获得了新的应用。飞行控制系统是飞艇的核心部分,决定了无
超级电容器由于具备功率密度高、循环寿命长、使用温度范围宽、以及价格低廉等优势,已成为一种备受关注的新型绿色储能装置。但目前,在能量密度和循环稳定性方面仍有许多不足,需要进一步改善和提高,其中能量密度偏低,极大地限制了其实际应用。根据能量密度计算公式,能量密度与电容及工作电势窗口成正比。因此,选择电容高的赝电容材料,构建大工作电势窗口的非对称超级电容器(Asymmetric supercapacit