添加剂对Al_In_Ga_Pb合金阳极行为的影响
Pb
关 键 词 ：铝 合 金 ；极 化 曲 线 ；交 流 阻 抗 ；金 相 组 织
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｇ１ １ ３ ． １ ２
文 献 标 识 码 ：Ａ
摘 要 ：以设 计 的 Ａｌ —Ｚ ｎ —Ｇａ —Ｉ ｎ 一 （ Ｐ ｂ ／ Ｂ ｉ ） 阳极 合 金 为 研 究 对 象 ，采 用 恒 电 流 测 试 ，极 化 曲线 ， 交 流 阻 抗 等 测 试 方
法，研 究 了阳极的 电化 学性 能，通过金相 显微镜观 察合金显微组织的特征 。结果表 明 ，Ｐ ｂ 、Ｂ ｉ 元 素均会使 开路 电位 负移 ； Ｂ ｉ 元素的添加会使得 工作 电位 正移 ，电流效率降低 ；２ Ｐ ｂ含量会使工作 电位 负移 ，电流效率略 有提 高 ；该 系列 阳极 合金
ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ。孔小 东 （ １ ９ ６ ３ 一） ，男 ，教授 ，主要从事金属材料腐蚀与 防护方面的研究 。Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ：ｋ ｘ ｄ ６ ３ ８ １ ３ ＠ｈ ｏ ｔ ｍａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｍ ｈ ｔ ｔ ｐ： ｜ ｜ １ ｕ ＆ ． ｃ ｍａ ｓ ｔ ｅ ｑ ． ｃ ｏ ｒ ｎ・ ２ ７・
材料科技与设备 （ 双 月刊）
Ｐ ｂ 、Ｂ ｉ 对 Ａｌ － ｚ ｎ ＿ Ｇａ ＿ Ｉ ｎ系牺 牲阳极合金性能 的影响
２ ０ １ ５ 年 ・ 第 ５ 期
Ｐ ｂ 、Ｂ ｉ 对 Ａ１ 一 Ｚ ｎ — Ｇａ － Ｉ ｎ系 牺 牲 阳 极 合 金 性 能 的 影 响
钱 雪 蓉 ，孔 小 东
（ 海军工程大学理学 院化学与材料 系 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ３ ３ ）
ni元素对免热处理铝硅合金组织影响
一、概述铝硅合金是一种常见的铝合金材料，具有良好的机械性能和热处理性能。
在免热处理状态下，铝硅合金的组织结构对其性能有着重要影响。
对于铝硅合金的组织影响因素进行深入研究，对于其在实际应用中的性能提升有着重要意义。
二、ni元素对免热处理铝硅合金组织的影响1. ni元素的添加ni元素是影响铝硅合金组织的重要合金元素之一。
它的添加可以改善铝硅合金的凝固组织，细化晶粒，提高材料的强度和韧性。
适当的ni含量可以使铝硅合金的晶粒尺寸更细小，提高材料的塑性变形能力，增加其耐热性。
2. ni元素浓度ni元素的浓度对铝硅合金组织也有着重要影响。
当ni元素的浓度过高时，可能会导致合金中产生大量过饱和的ni固溶体，从而影响了铝硅合金的强度和硬度。
在进行合金设计时，需要考虑ni元素的适当浓度，以充分发挥其对铝硅合金组织的优化作用。
三、ni元素对铝硅合金性能的影响1. ni元素提高了铝硅合金的耐蚀性和耐热性由于ni元素的加入，铝硅合金的晶粒尺寸得以细化，晶界的固溶度得到提高，对晶界的固溶强化作用也更加显著，从而提高了合金的耐蚀性和耐热性。
2. ni元素提高了铝硅合金的强度和韧性ni元素的添加可以有效细化铝硅合金的晶粒，并增加合金的位错密度，从而提高了合金的强度和韧性，使其在高温和高应力环境下具有更好的性能稳定性。
四、结论ni元素的添加对免热处理铝硅合金组织有着重要的影响。
适量的ni元素可以细化晶粒，增强固溶强化效应，提高合金的力学性能和热稳定性。
在实际的铝硅合金制备过程中，需要根据具体的应用要求和合金设计考虑ni元素的添加及浓度，以充分发挥其在铝硅合金中的优化作用。
这也为铝硅合金材料的研究和应用提供了重要的理论基础和技术指导。
五、ni元素在铝硅合金中的应用1. ni元素在航空航天领域的应用航空航天领域对材料的性能要求极高，特别是在高温和高强度等特殊环境下，对材料的稳定性和可靠性有着严格要求。
而添加ni元素的铝硅合金正是能够满足这些需求，其优异的耐热性和强度使得它成为航空航天结构材料的理想选择。
铝电解生产中阳极效应原因分析、危害性以及解决措施
铝电解生产中阳极效应原因分析、危害性以及解决措施阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现优为明显。
生产中当阳极效应发生时，电解槽电压急剧升高，达到20～50V，有时甚至更高。
它的发生对整个电解系列产生很大影响，使电流效率降低，影响电解各个技术指标，且使铝的产量和质量降低，破坏了整个电解系列的平稳供电。
在处理的方法上，不外乎有两种：用效应棒（木棒）熄灭，或降低阳极，增加氧化铝的下料量。
达到熄灭阳极效应的目的。
到目前还未发现有更好的处理方法。
当今社会，特别是西方国家，对铝电解生产中阳极效应的控制极为严格。
目前已从若干年的氟化物转向温室气体PFCs=CF4＋C2F6在阳极效应的发生量（USEPA）。
[4]著名国际铝专家Haupin提出的"瞄准零效应"的管理思路，值得我们思考，Haupin认为，根据铝工业发展的现状，"零效应"管理最为理想。
为此笔者认为：在环保日益重要的今天，铝电解生产中特别是在大型预焙槽生产中应严格控制阳极效应，只要电解槽槽况正常，就不必来效应。
"零效应"管理是铝电解生产今后发展的方向。
1.阳极效应发生的机理到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭，但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说"这种观点认为[1]：阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行，电解质中含氧离子逐渐减少，当达到一定程度后，则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物，炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒，这些炭粒附在阳极表面上，阻止了电解质与阳极的接触，使电解质不能很好地湿润阳极，就像水不能湿润涂油的表面一样，使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜，阳极过电压增大，引起阳极效应。
当加入新的氧化铝后，在阳极上又析出氧，氧与炭粉反应，逐渐使阳极表面清静，电阻减小，电解过程又趋于正常。
阳极效应的机理是[4]：Zc=RT/Fin{ic/ic－I}式中Nc-产生阳极效应的浓度过电压；R-气体常数；T-温度，0K；F-法拉第常数；Ic--临界电流密度；i--任一阳极上的最大电流密度；Nc--0.00004308Tin{ ic/ic－I } 临界电流密度是溶解氧化铝浓度的函数；然而也受电解质流动，电解质温度，阳极尺寸（包括消耗后阳极的界面变化）和槽膛体积的影响。
铝合金中各种元素的作用
铝合金中各种元素的作用1、硅(Si)改善流动性能的主要成份，从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。
但结晶析出的硅(Si)易形成硬点，使切削性变差，所以一般都不让它超过共晶点。
另外，硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度，而使延伸率降低。
（Al-Si合金系富铝部分在共晶温度577℃时，硅在固溶体中的最大溶解度为1.65%。
尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。
铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。
若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。
镁和硅的质量比为1.73:1。
设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。
有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。
变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用）。
2、铜(Cu)在铝合金中固溶进铜(Cu)，机械性能可以提高，切削性变好。
不过，耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。
作为杂质的铜(Cu)也是这样。
（铝铜合金富铝部分548℃时，铜在铝中的最大溶解度为5.65%，温度降到302℃时，铜的溶解度为0.45%。
铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。
铝合金中铜含量通常在2.5%~5%，铜含量在4%~6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。
铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素）。
3、镁(Mg)铝镁合金的耐蚀性最好，因此ADC5、ADC6是耐蚀性合金，它的凝固范围很大，所以有热脆性，铸件易产生裂纹，难以铸造。
作为杂质的镁(Mg)，在AL-Cu-Si这种材料中，Mg2Si 会使铸件变脆，所以一般标准在0.3%以内。
（Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。
铝-空气电池阳极及电解液的研究
The aluminum-air battery with open configuration was successfully assembled using Al alloy as anode, air electrode as cathode and NaCl solution as electrolyte. The magnesium-air battery with close configuration was also prepared with pure Mg anode. The electrochemical performance of Al alloy and Mg anodes and the effects of different configuration parameters on the discharge performance were systematically investigated by hydrogen evolution, polarization, discharge performance and SEM, based on which the best configuration parameters and electrochemical performance of aluminum / magnesium-air battery were obtained.
燃料电池(fuel cell)是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ连续不断地转化为电能的电化学 装置。燃料电池的活性物质储存在电池之外，只要不断地供给燃料和氧化剂就能一直发电，因而容量是 无限的。其最大特点是反应过程不涉及燃烧，能量转换等温进行，其实际使用效率远高于普通内燃机。 燃料电池作为高效、洁净的能源利用新技术，已成为当今世界能源领域的开发热点[4]。
铝的阳极氧化和着色(华南师范大学物化实验)
铝的阳极氧化和着色——添加柠檬酸对氧化膜性能的影响摘要：铝及铝合金具有密度小、比强度高、导电和导热性好、成型容易等优点，是一种综合性能优良的轻金属材料。
目前，铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得到广泛使用。
另外由于铝所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，可用于有机染料进行染色处理，孔径大小不同的氧化铝膜可应用于不同的领域。
使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化，因此对改善阳极氧化膜性能的因素研究显得非常重要。
而在电解液中添加添加剂，可明显改善氧化膜性质，如硬度、厚度和耐蚀性能等。
本次探究以柠檬酸添加剂作为研究对象，探究其对阳极氧化铝绝缘性能、耐腐蚀性能以及着色能力的影响。
实验探究发现，往电解液中添加柠檬酸，可有效增加氧化膜厚度，并提高阳极氧化铝的绝缘性能和耐腐蚀性，但着色效果很差，几乎不能着色。
关键词：阳极氧化；柠檬酸；添加剂；绝缘性能；耐腐蚀性；着色；Abstract：Aluminum and aluminum alloy, which have strong advantages in low density, high strength and excellent quality in conducting electricity and heat, is a kind of integrated light metal material with excellent performance.Currently, the aluminum material are widely used in the aerospace industry, construction materials, transport, electronics and other fields.The film of the Alumina formed by the presence of porosity apertures so that it can be used for the organic dye. Alumina film with different sizes of aperture can be applied to different areas.The crafts to oxide of the aluminum surface in electricity way is called aluminum anodic oxide and it is very significant for researchers to study deeper. Based on the former study, when adding the additive in the electrolyte, the film properties can be significantly improve, such as hardness, thickness and corrosion resistance.The inquiry took citric acid as the additive, explore its impact on anodized aluminum insulation properties, corrosion resistance and coloring capabilities.It found that the addition of citric acid to the electrolyte solution can effectively increase the thickness, the insulating properties and corrosion resistance of the oxide film, but the coloring property is poor, hardly colored.Keywords ：anodizing；Citric acid；Additive；insulation function；Corrosion resistance；Coloration function一、研究进展1.1阳极氧化膜研究进展综述影响阳极氧化膜性能参数的主要因素包括有电解液种类、阳极氧化电压、电流密度、氧化温度、氧化时间和铝合金成分等。
Mg含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极性能的影响
z»Vol.54No.2Feb.2021Mg含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极性能的影响宋卿源"，张海兵"，马力V,孙明先％(1.中国船舶重工集团公司第七二五研究所，河南洛阳471023；2.海洋腐蚀与防护重点实验室，山东青岛266101)［摘要］为提高A1牺牲阳极的综合性能，采用电化学性能评价试验、电化学阻抗测试、极化测试、金相分析和微区电位分布分析等方法研究了Mg元素含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极性能的影响，确定了铝基牺牲阳极中Mg元素的合理含量。
结果表明：随着Mg含量的增加，牺牲阳极实际电容量有所提升，Mg元素含量变化主要通过影响牺牲阳极晶粒尺寸、内析出物数量和分布来影响牺牲阳极的各项性能，当Mg含量为0.8%时，Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极性能较优。
［关键词］铝合金；牺牲阳极；Mg含量；海洋环境；性能［中图分类号］TG146.2 ［文献标识码］A［文章编号］1001-1560(2021)02-0070-06Effect of Mg Content on the Properties of Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn Sacrificial AnodeSONG Qing-yuan1'2,ZHANG Hai-bing1'2,MA Li1'2,SUN Ming-xian1'2(1.Luoyang Ship Material Research Institute,Luoyang471023,China；2.Science and Technology on Marine Corrosion and Protection Laboratory,Qingdao266101,China)Abstract:For improving the comprehensive performance of Al sacrificial anode,the electrochemical properties evaluation test,electrochemical impedance test,polarization test,metallographic analysis and micro・area potential distribution analysis were used to study the influence of content of Mg element on Al-Zn・In-Mg-Ti-Ga・Mn sacrificial anode,and the suitable content of Mg element in Al sacrificial anode was confirmed,esults showed that with the increase of Mg content,the actual capacity of the sacrificial anode was improved.The change of Mg content mainly affected the performance of the sacrificial anode by affects the grain size of the sacrificial anode and the amount/distribution of interior precipitates.When the Mg content was0.8%,the Al-Zn-In-Mg-Ti・Ga-Mn sacrificial anode had better performance.Key words:aluminum alloy；sacrificial anode；Mg content；marine environment；performance0前言牺牲阳极阴极保护法是目前海洋环境金属腐蚀防护的常用方法，它具有安装简便、无需维护等优点，通过调节牺牲阳极的元素配比，可获得不同性能的牺牲阳极材料,从而为不同环境下的不同对象提供稳定可靠的保护。
合金元素Ga在铝合金牺牲阳极中的应用
合金元素Ga在铝合金牺牲阳极中的应用曲本文;马力;李威力;李海祥;王金福【摘要】In this paper, the application and research of alloy elements Ga in aluminum alloy sacrificial anode are briefly introduced. The influence of Ga on aluminum alloy sacrificial anode electrochemical performance and the mechanism of aluminum activation by Ga are summarized. The results of Al-Ga alloy anode by our team are also presented. The development direction prospect of Al - Ga alloy sacrificial anode is discussed.%介绍了微量合金元素Ga在铝合金牺牲阳极中的应用和研究情况，综述了Ga对铝合金牺牲阳极电化学性能的影响及Ga对铝的活化作用机理，概述了本课题组对Al-Ga合金阳极的研究结果，展望了Al-Ga合金牺牲阳极的发展方向。
【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】3页(P52-54)【关键词】Ga元素;铝合金牺牲阳极;电化学性能;活化作用【作者】曲本文;马力;李威力;李海祥;王金福【作者单位】青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，山东青岛 266101;海洋腐蚀与防护重点实验室中船重工第七二五研究所，山东青岛 266101;青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，山东青岛 266101;青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，山东青岛 266101;青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，山东青岛 266101【正文语种】中文【中图分类】TG174.41纯铝由于表面会形成一层钝化膜而不能直接作为牺牲阳极材料使用，需要加入微量合金元素破坏其钝化膜，使其能持续溶解，才能发挥牺牲阳极的作用。
降低电积锌直流电耗分析
降低电积锌直流电耗分析传统的湿法炼锌过程中,电积能耗直接影响冶炼的生产本钱。
锌电积直流电耗受各种因素影响，联系当前生产实践分析了这些影响因素,并提出了相应的解决方法及节电措施。
湿法炼锌是在低温〔25-250℃〕及水溶液中进展的冶金过程。
目前，世界上锌产量的 80%以上都是承受湿法工艺生产的。
在湿法炼锌工艺中，电积是主要的耗电工序，其电耗占整个工艺能耗的 70%以上，因此，降低电积电耗，对于湿法炼锌厂降低生产本钱有着乐观的意义。
锌电积电耗锌电积电耗主要包括沟通电耗和直流电耗 2 局部。
沟通电耗主要发生在循环酸泵、冷却塔风机、掏槽真空泵等机械设备上，其在锌电积系统中占总能耗的比例仅为 3%-4%，因此，电积电耗以直流电耗为主。
在锌电积过程中，析出1t 阴极锌需要的电能为：W=U×103/Q·η〔1〕式中 W－直流电耗，kW·h/t;U-槽电压 V，η-电流效率%，q-锌的电化当量， 1.219.5g。
A·h)。
从。
1)式可以看出，锌电积电耗与槽电压成正比，与电流效率成反比。
因此，要降低锌电积电耗，必需降低槽电压或提高电流效率。
锌电积的节能措施降低槽电压槽电压对锌电积的电能消耗有重要影响。
电积过程中槽电压的状况见表 1由表 1 可以看出，一个电解槽的电压降〔U〕由硫酸锌分解电压〔U 分〕。
电积液电阻电压降〔U 液〕。
阴、阳极电阻电压降〔U 极〕。
接触点上电压降〔U 接〕。
阳极泥电压降〔U 泥〕阳极泥等 5 项组成即：U=U 分+U 液+U 极+U 接+U 泥。
〔2〕式〔2〕说明，通过降低分解电压和电阻电压，可以降低槽电压。
降低硫酸锌的分解电压硫酸锌分解电压由理论分解电压。
E 理〕、阴极超电压〔η阴〕和阳极超电压〔η阳〕组成，如下式:+η η-+ η-+ U= [E o (0 2.303RT 2.303RT ) 1ga (OH ) (O )] [E o (Zn ) 1ga (Zn 2+ ) (Zn ) =2 F 2 F [E o (O 2.303RT 2.303RT ) 1ga (OH )] [E o (Zn ) 1ga (Zn 2+ )] (O ) +η(ZN ) 。
铝-空气电池的研究进展
铝-空气电池的研究进展宋时莉;李黎明;魏海兴【摘要】铝-空气电池以轻质金属铝作为阳极活性物质,以空气中的氧气作为阴极活性物质,具有容量大、比能量高、成本低、无污染等优点,被认为是未来很有发展潜力和应用前景的电池.铝-空气电池的研究工作可分为铝阳极、空气电极和电池结构等,从这几个方面对国内外的铝-空气电池研究现状进行介绍,并对铝-空气电池的未来研究方向进行展望.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)009【总页数】3页(P1412-1414)【关键词】铝-空气电池;铝阳极;空气电极;电池结构;催化剂【作者】宋时莉;李黎明;魏海兴【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027;中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027;中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027【正文语种】中文【中图分类】TM912铝-空气电池是以铝为阳极活性物质，以空气中的氧气为阴极活性物质的一类特殊燃料电池，其理论比能量可达4 000 Wh/kg，实际比能量一般可达320～400Wh/kg，约为铅酸电池的6～8倍，氢镍电池的5倍。
铝-空气电池以其具有容量大、比能量高、质量轻、寿命长等优点，可满足用电设备对大电流大功率电池系统的需求，受到研究人员的广泛关注。
本文对铝-空气电池的原理进行简单介绍，并从铝阳极、空气电极及电池结构等方面综述了国内外的研究现状，最后提出了要重点解决的关键问题，并展望了铝-空气电池未来的发展方向。
1 铝-空气电池的原理图1 铝-空气电池结构示意图铝-空气电池由铝合金阳极（负极）、空气电极（正极）、中性或碱性电解液及电池壳体构成，其结构如图1所示。
电池放电过程中，铝不断被消耗并生成Al（OH）3，而氧气扩散到达空气电极的三相反应界面发生还原反应，其基本反应方程式为：2 铝-空气电池的研究进展2.1 铝阳极铝的活性和耐腐蚀性是相互制约的两个因素，目前，研究人员主要采取合金化方法解决铝的活性和耐腐蚀性的匹配问题，研究较多的元素有Ga、In、Mg、Zn、Sn、Mn、Bi、Pb、Ce、Ti等。
浅析影响预焙阳极质量的因素
ｅ ｈｎｉ ａ ｔ ｃ ｌＥｘｃ ｎｇ ｈａ ｅ
浅析影响预焙 阳极质量 的因素
杨 波 ．
（ 州大学材料与冶金 学院， 州 贵 阳 ５０ ２ ） 贵 贵 ５ ０５
摘要 ： 在铝电解碳 阳极生产过程 中 。 影响预焙 阳极质量的宥多种 因素。文章通过理论和生产实际相结合 ， 分
三 、二氧化碳 反应 性及 空气 反应 性
在 预焙阳极质量因素 中，空气渗透率对 阳极 的影 响最 大 。其Ｃ ， ０反应残 留与Ｎ 的催化 作用和 焙烧最 终 ａ 温度有直接关联 ；空气反应残 留主要与 原料性 能、残
生产预焙 阳极 的主要原料石油焦、沥青等所含 的灰份
．
此外还 有生产 工艺中返回料时进入 阳极 的灰份 以及
定 ，电弧长度长短适宜且保持一致 ，同时，焊条角度 随位 置的变换做相应 的变化 ，使三项矢量组合 为最佳
焊接手 法。
赢得 了业主的认可 。Ｉ 盈 Ｉ
参考文献
【 宋天虎 ， １ 】 等．焊接 手册 一焊接 方法与设备 【 ．北京： Ｍ］ 机
械 工 业 出版 社 ，０ １ ２０ ．
析 了影响阳极质量的主要 因素，提 出了通过加强原料质量、用量控制、混捏温度对阳极炭块质量的重要性、 优化生产配方及工艺，合理焙烧、从而生产优质 阳极。
关键词 ： 预焙阳极 ； 阳极消耗 ； 微量元素 ； 茗油焦 ； 残极 Ｉ 混捏
中图分类号 ： Ｆ０ Ｔ ８３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０９ ２ ７ ２ １ ） ３ ０８ — ３ １０－ ３４（ ０２ ０ — ０９ ０
２ １ １Ｏ 中闯高新强 ０ Ｏ ２ 术企业 ８ ９
一
、
预焙 阳极 生产 原 料 的微 量元 素
铝电解中阳极效应的环境危害及措施分析铝电解中阳极效应的环境危害及措施分析
铝电解中阳极效应的环境危害及措施分析铝电解中阳极效应的环境危害及措施分析摘要：中国正处于城市化时期，对铝的消费潜力巨大。
目前，铝冶炼企业的成本很高。
近年来除环境恶化外，环保要求也越来越高，铝冶炼企业的生产成本也在增加。
因此，不断采用新的技术手段来改善现有生产工艺、减少铝冶炼每吨生产能耗、劳动生产率提高、废气和粉尘排放量的减少是各家公司的方向。
在铝电解化学反应和生产实践中，阳极区域会产生特殊的阳极效应现象，即在电解生产过程中，阳极电流高于临界电流时会出现阳极效应现象。
主要危害主要有：一是对生产的危害；其次，对环境的危害；三是增加生产成本。
在电解铝生产企业中，阳极效应系数是生产评估的重要指标之一。
本文对铝电解阳极效应进行研究，并研究其危害，分析降低危害的有效措施。
关键词：铝电解；阳极效应；危害；措施1、阳极效应发生的机理阳极效应是熔盐电解中固有的特征现象。
阳极效应可以看作是一种“阻塞效应”，它很大程度上阻碍了阳极与熔体之间的电流传递。
阳极效应的机理及其反应过程可以用各种方式描述，如湿润性变化理论、阳极过程变化理论、氟离子释放理论以及静电理论等。
然而，每一种理论都表明，铝电解电池的阳极效应是由于阳极表面供应不足造成的。
缺乏阳极表面供应的主要原因：一是氧化铝供应不足（数量少），二是电解质溶解和溶解氧化铝的能力，三是缺乏电解质转移能力（电解质粘稠）。
因此，从理论上讲，只要我们保持阳极表面充足，就可以控制阳极效应。
在实际生产中，很多效应发生是因为氧化铝供给不足或电解质溶解氧化铝能力偏差引起的。
2、阳极效应危害在铝电解生产中阳极效应的危害性，不仅表现在对生产的危害上，而且对生态环境的危害极其严重。
笔者将从几个方面进行阐述。
2.1 阳极效应危害性对生产的危害在生产中发生阳极效应时，电解液的温度急剧上升，从正常范围的940℃至955℃迅速上升到980℃至990℃，并且炉子熔化变薄，这增加了侧面碳块腐蚀的可能性。
电压急剧上升引起一系列电流波动，影响电池的输出功率。
实验二-铝及铝合金的阳极氧化
实验二铝及铝合金的阳极氧化一、实验目的：1.熟悉铝及铝合金的阳极氧化工艺过程。
2.掌握阳极氧化中各工艺参数对阳极化过程及膜质量和性能的影响。
二、实验内容简介铝及铝合金具有优良的综合性能而得到较为广泛的应用，在其表面会生成一层致密的氧化膜，但厚度只有几纳米至几十纳米，起不到有效的防护和耐磨作用。
而采用阳极氧化处理形成的阳极化膜厚度可达3~30μm，不但既有良好的机械性能，而且耐蚀性和吸附性能均十分优异。
故在所有的铝表面处理方法中，阳极化在工业中的应用十分广泛，可作为防护性膜、防护装饰性膜、耐磨性膜、绝缘性膜等。
阳极氧化所用的电解液一般为具有中等溶解能力的酸性溶液（如硫酸、草酸、铬酸、磷酸等），电解时，铝工件为阳极，Pb(Pt)为阴极，阳极氧化时发生下列反应：阳极:H2O-2e→[O]+2H+,产生的初生态原子氧对铝制品表面有很强的氧化能力,生成薄而致密的氧化物薄膜（10~100nm）；阴极：2H++2e→H2↑。
在阳极还存在着酸对铝及氧化铝膜的溶解反应：2AL+6H+→2AL3++3H2↑,AL2O3+6H+→2AL3++3H2O。
由此可知，膜的成长过程包含着膜的生成与膜的溶解两个相辅相成的方面，并且只有当膜的生成速度大于溶解速度时才能获得一定厚度的膜，氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜厚不断增加，随着厚度的增加，其电阻也加大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜的溶解速度相等时，膜的厚度才为一定值。
铝的阳极氧化膜的微观结构成蜂窝状，即由内层的阻挡层和外层的多孔层构成，由于膜是从基体上成长其来的，因此结合强度十分高。
色泽随电解液的成分及铝合金中所含的合金元素而异。
由于膜的多孔性质，决定了膜具有强烈的吸附性能，故可对膜进行染色，也可作为铝制品沉积金属前的底层等。
2．铝的阳极氧化工艺及步骤a.表面准备铝及其合金在阳极氧化之前都必须根据制件的材质、表面形状和对膜的要求进行适当的表面预处理，如除油、酸洗和抛光等。
添加剂与铝合金的相互作用研究：Ⅰ
添加剂与铝合金的相互作用研究：Ⅰ.静态反应膜及油润滑下的摩擦…摘要铝合金作为一种常见的结构材料，其表面处理对其性能有着重要影响。
添加剂是一种用于改善铝合金表面性能的常见工艺，但其对铝合金与油润滑的相互作用机理尚未被深入研究。
本文通过研究添加剂与铝合金表面的相互作用，探讨了添加剂对铝合金表面的影响及其与油润滑下摩擦的相互作用机理。
实验方法通过使用扫描电子显微镜（SEM）及X射线衍射（XRD）等工具对添加剂在铝合金表面的形貌及晶体结构进行观察。
同时，实验选用摩擦试验，分析添加剂的种类及浓度对铝合金与油润滑下的摩擦性能的影响。
在不同实验条件下，对不同添加剂与铝合金表面的相互作用进行研究。
实验结果实验结果表明，添加剂能够在铝合金表面形成静态反应膜（SRM），并且经过一定时间的处理，SRM能够显著提高铝合金表面的硬度和耐腐蚀能力。
在油润滑下，添加剂可以改善铝合金表面的润滑性能，同时减小摩擦系数，提高摩擦表面的耐磨性。
但是不同类型的添加剂对铝合金表面的影响不同，且添加剂的浓度也影响着其作用效果。
结论本文结合实验结果，得出以下结论：添加剂能够形成稳定的SRM，提高铝合金表面的硬度和耐腐蚀能力；不同类型的添加剂对铝合金表面的影响不同；添加剂对油润滑下的铝合金摩擦性能有积极影响，但添加剂浓度的过高会抑制其作用效果。
此研究对铝合金表面处理及其应用领域的研究具有一定的理论指导意义。
关键词：添加剂；铝合金；静态反应膜；油润滑；摩擦性能。
进一步分析表明，添加剂与铝合金表面之间的相互作用机理是通过化学反应实现的。
添加剂中的化学物质能够与铝合金表面上的氧原子发生化学反应，形成一层致密的静态反应膜，从而改善其表面性能。
静态反应膜显著提高了铝合金表面的硬度和耐腐蚀能力，增强了铝合金表面的化学稳定性。
对于油润滑下的摩擦性能影响，实验发现添加剂能够改善铝合金表面的润滑性能，减小摩擦系数，提高摩擦表面的耐磨性。
添加剂与油润滑条件下的摩擦作用是通过添加剂及其与铝合金表面之间的相互作用实现的。
铝的阳极氧化实验报告(添加剂)
铝的阳极氧化和着色——添加剂甘油对氧化膜性能的影响09化4 20092401099摘要：铝的阳极氧化膜性能受到诸多因素的影响，主要包括电流密度、硫酸浓度、氧化时间、添加剂等。
本文主要探讨了其它因素选择文献最优值的情况下，添加剂甘油对铝的阳极氧化的影响，并对氧化膜进行有机着色、氧化膜厚度测定和氧化膜绝缘性、耐腐蚀性进行表征。
关键词：铝氧化膜添加剂甘油Abstract：Anodic aluminum oxide film properties affected by many factors, including current density, sulfuric acid concentration, oxidation time, additives and other factors. This paper discusses the literature of other factors that select the optimal value of the case, the additive of glycerin on anodic oxidation of aluminum.And the oxidation film organic coloring, oxidation film thickness measurement and oxidation film insulation, corrosion resistance characterizedKeywords：Aluminum Oxide film Additive Glycerin1 研究进展铝由于其比重小，加工性能好，导电、热性能优良，塑性好，抗大气腐蚀能力强，易于成形，价格便宜等优点在轻工，建材，航天等领域广泛应用。
铝在空气中可自然形成一层氧化膜，起到一定的防护作用，但这种在空气中自然形成的膜性能并不足以真正地保护铝基体。
铝产品、阳极判级标准
1.CO2反应性作为参考指标。 2.抗折强度由供需双方协商。 3.对于有残极返回生产的产品灰分要求，由供需双方协商。 4.表中数据按GB/T 8170处理。
牌号 Al99.90 Al60 Al99.50 Al99.00
铝锭、铝合金产品分析判级标准（附：阳极理化特性--牌号） 化 学 成 分 （质量分数） 杂 质 不 大 于 Al不小于 其他每种 Fe Si Cu Ga Mg Zn 99.90 0.07 0.05 0.005 0.020 0.01 0.025 0.010 99.85 0.12 0.08 0.005 0.030 0.02 0.030 0.015 99.70 0.20 0.10 0.01 0.03 0.02 0.03 0.03 99.70 0.20 0.12 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 99.60 0.25 0.16 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 99.50 0.30 0.22 0.02 0.03 0.05 0.05 0.03 99.00 0.50 0.42 0.02 0.05 0.05 0.05 0.05
总和
0.10 0.15 0.30 0.30 0.40 0.50 1.00
注1：铝质量分数为100℅与质量分数等于或大于 0.010℅的所有杂质总和的差值。 注2：表中未规定的其他杂质元素，如Mn，Ti，V，供方可不做常规分析，但应定期分析，每年至少两次。 注3：用于食品，卫生工业用的重熔用铝锭，其杂质Pb，As，Cd的质量分数均不大于0.01℅。 注4：对于表中未规定的其他杂质元素含量，如需方有特殊要求时，可由供需双方另行协议。 注5：分析数值的判定采用修约比较法，数值修约规则按GB/T8170R的有关规定进。修约数位与表中所列极 限值数位一致。 *若铝中杂质Zn质量分数不小于0.010℅时，供方将其作为常规分析元素，并纳入杂质总和；若铝锭中杂质 Zn质量分数小于0.010℅时，供方可不做常规分析，但应每季度份析一次，监控其含量。
石墨烯添加剂与电流密度对铝锂合金阳极氧化膜层耐蚀性能的影响
石墨烯添加剂与电流密度对铝锂合金阳极氧化膜层耐蚀性能的
影响
邓名洋;李瑞金;张南瑞;张超杰
【期刊名称】《电镀与精饰》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】本文以Al-Li-Cu-Mg合金为研究对象,在混酸电解液体系下进行阳极氧化处理,制备不同电流密度以及石墨烯掺入后的氧化膜。
通过SEM、XRD、EDS等分析测试手段分析了各参数下膜层的表面与截面形貌、元素、物相组成等,并通过电化学工作站等仪器分别分析了膜层的耐蚀等性能。
研究不同电流大小与石墨烯掺入后对膜层性能的影响机制。
结果表明:电流密度的增加会使得材料膜层的厚度先增后减、缺陷增加,耐蚀性能先增后减,阳极氧化膜耐蚀性能最佳电流密度为15
A/dm^(2)。
同时石墨烯的掺入会降低膜层耐蚀性,阳极氧化膜腐蚀电流密度为4.898×10^(-7)A·cm^(-2)。
【总页数】6页(P101-106)
【作者】邓名洋;李瑞金;张南瑞;张超杰
【作者单位】黑龙江科技大学材料科学与工程学院;中国建筑第三工程局第三建设工程有限责任公司;浙江水利水电学院机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ153.2
【相关文献】
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在 4 mol・ L
- 1
KOH 溶 液 中 添 加 不 同 浓 度 的
- 1 2-
Na2 SnO3・ 4H2 O , 当其浓度在 2. 6 mmol ・ L 时, 其
ZnO + 0. 61 mol・ L
- 1
析氢腐蚀速率最小 。 一方面可能是因为 SnO3 被 还原成金属 Sn, 在铝表面形成一种多孔状沉淀 , 起到了抑制析氢的作用
3期
颜灵光等 添加剂对 A l2In2Ga2Pb合金阳极行为的影响
353
反应 , 随着 ZnO 浓度的增加 , 析氢腐蚀逐渐降低 。 当 ZnO 浓度达到 11. 4 mmol ・ L 时 , 反应 30 m in 后 , 其析氢腐蚀速率与 9. 6 mmol ・ L
1. 2 试剂 KOH ( AR ) , ZnO ( AR ) , 1. 3 仪器与设备 K M nO4 ( AR ) , Na2 SnO3・ 4H2 O (AR ) , C4 H4 O6 KNa ・ 4H2 O (AR ) 。
相当严重 , 降低了电极的利用率 铝阳极的性能
[ 4 ～8 ]
。 通过在纯铝中
mmol ・ L 左右 。 2. 3 锡酸钠 、 酒石酸钾钠对合金性能的影响
- 1
2. 4. 2 极化曲线 图 6为 4 mol ・ L
KOH 溶液中
复合添加剂对铝阳极极化曲线的影响 。 由图可知 , 不同复合添加剂对铝阳极极化作用表现出明显的差 异 , 相同添加剂在不同电流密度下对铝阳极的极化 作用 也 不 同 。 11 mmol・ L 明显 。
关键词 : 铝阳极 ; 添加剂 ; 腐蚀 ; 极化
doi: 10. 3969 / j . issn. 0258 - 7076. 2009. 03. 013
中图分类号 : TG146. 2 + 1 文献标识码 : A 文章编号 : 0258 - 7076 ( 2009 ) 03 - 0352 - 04
- 1. 15 V稍正的电位时 , 电极发生钝化 , 电流密度
-1
迅速下降 。
2. 2 高锰酸钾对合金性能的影响 2. 2. 1 析氢速率 图 3 为 4 mol ・ L
- 1
KOH 溶液
中引入不同浓度 K M nO4 后阳极的析氢曲线 。 由曲
-1 图 1 4 mol ・ L KOH 添加 ZnO 后铝阳极析氢曲线
( - 1. 66 V vs . SHE ) , 原材料丰富 , 价格低廉 , 是
一种理想的阳极材料 , 绿色能源 。 但作为电池用阳 极 , 铝极化比较严重 , 表面易生成钝化膜 , 造成电 极电位正移 , 电压的滞后
[ 1, 2 ]
。 同时铝的寄生腐蚀
[3]
除油 , 再 用 蒸 馏 水 洗 净 , 吹 干 后 放 入 干 燥 器 中 待用 。
Fig . 1 Hydrogen evolution rate curves for alum inum alloy an2 odes in 4mol ・ L A l2alloy 9. 6 mmol ・ L
-1
KOH solution w ith addition of ZnO
-1 ( 1) A l; (2) A l2alloy; (3) A l2alloy 5. 4 mmol ・ L ZnO; (4) -1 -1 ZnO; (5) A l2alloy 11. 4 mmol ・ L ZnO
i = 0 时 , E /V 为合金开路电位 )的影响。 由曲线 ( 1 )
可知 , 纯铝在较小的电流密度下已发生明显极化。 曲线 ( 2 ) 表明 , 在没有添加剂的情况下 , A l2In2Ga 2
PbT合金极化较明显。 从曲线 ( 3 ) , ( 4 ) , ( 5 )可以看
出 , 添加 ZnO 后 , 铝阳极的极化明显减小。 当 ZnO 浓度在 11 mmol ・ L 时 , 铝阳极可以在比 - 1. 15 V 负的电 位 下 较 大 电 流 放 电 。但 当 电 极 极 化 到 比
2. 1. 2 开路电位 、 极化曲线 图 2 为 4 mol ・ L
- 1 - 1
KOH 溶液中单独加入 K M nO4 不
能有效抑制 A l2In 2Ga 2PbT合金的析氢 。 对比李振亚 的研究可知 , 对于不同合金不同电解液
- 1
K M nO4对铝阳极的析氢作用存在明显差异 。 2. 2. 2 开路电位 、 极化曲线 图 4 为 4 mol ・ L KOH 溶液中不同浓度 K M nO4 对铝阳极极化曲线的
第 33 卷 第 3期 Vol133 No13
稀 有 金 属
CH I N ESE JOURNAL OF RARE METLAS
2009 年 6 月 Jun12009
添加剂对 A l2In2Ga2Pb合金阳极行为的影响
颜灵光 , 陈 彦 , 马军德 , 李 冰
3
(华东理工大学资源与环境工程学院 , 上海 200237 )
加剂复合后加入 4 mol ・ L
11 mmol ・ L 15 mmol ・ L
- 1 - 1
- 1
KOH 溶液中阳极的析
- 1
氢腐蚀得到明显的抑制 。 由曲线 5 可知 , 以 KOH +
ZnO + 2. 6 mmol ・ L Na2 SnO3・ 4H2 O + C4 H4 O6 KNa・ 4H2 O 为添加剂时 , 合金
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3 54
稀 有 金 属
33 卷
- 1
合析氢 腐 蚀 , K M nO4 的 合 理 浓 度 应 控 制 在 0. 6
- 1 铝电化学当量高 ( 2. 98 Ah・ g ) , 电极电位负
将铸棒加工成 Φ 15 mm × 10 mm 的圆柱体 , 一 端引出导线 , 另一端做工作面 , 试样用环氧树脂封 涂 , 固化后分别用 01 , 03 , 05 金相砂纸打磨工作
2 面 (有效面积 1. 77 cm ) , 然后用蒸馏水冲洗 , 丙酮 # # #
摘要 : 为改善铝阳极的性能 , 选用工业纯铝 ( 99. 8% ) , 熔炼了 A l2 0. 1 In 2 0. 1Ga2 3Pb 合金 。在 4 mol ・ L - 1 KOH 溶液中添加 ZnO , K MnO 4 ,
Na2 SnO 3・ 4H2 O , C4 H4 O 6 KNa ・ 4H 2 O , 研究添加剂对合金阳极行为的影响 。 结果表明 : 溶液中添加 ZnO 后合金的析氢腐蚀得到明显的抑制 , 同
2. 1 氧化锌对合金性能的影响 2. 1. 1 析氢速率 图 1 为 4 mol ・ L
- 1
扒渣 , 将称取的合金元素用铝箔包好 , 用石墨钟罩 压入铝液中 , 轻轻搅匀 , 保温 , 扒渣 。 在表面涂有
ZnO 涂料的铸铁模具中浇铸成 Φ 20 mm × 100 mm
KOH 溶液
曲线 ( 3 ) , ( 4 ) , ( 5 )则表明 , ZnO 能有效抑制析氢
作者简介 : 颜灵光 ( 1981 - ) , 男 , 浙江人 , 硕士 ; 研究方向 : 电化学及材料 3 通讯联系人 ( E - mail: bingli@ ecust . edu. cn)
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3+ [ 10 ]
K MnO4的复 合 添 加 剂 对 减 小 铝 阳 极 极 化 作4+
取代了氧化膜中的 A l , 产生一个附加空穴 , 破坏 了氧化膜的致密性 , 活化了铝阳极 , 增加了析氢腐 蚀。 同时 , 锡酸钠的添加对阳极的去极化作用 明显 。 任何浓度的 C4 H4 O6 KNa・ 4H2 O 都对合金的析 氢腐蚀具有抑制作用 , 当其浓度为 16 mmol・ L 时 , 析氢腐蚀速率最小 , 这与余祖孝等
中引入不同浓度 ZnO 后阳极的析氢曲线 。 由曲线
( 1 ) , ( 2 )可知 , 合金的添加使析氢腐蚀略有增加 。
的圆棒 , 自然冷却 。
收稿日期 : 2007 - 11 - 08; 修订日期 : 2007 - 11 - 26 基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( 50474027) 资助
影响 。 由曲线 ( 2 ) , ( 3 )可知 , 当 K M nO4 浓度低时 , 其对合 金 的 去 极 化 作 用 没 有 明 显 的 影 响 。曲 线
( 4 ) , ( 5 )则表明 , 随着 K M nO4 浓度的增加 , 在低
电位下合金的极化逐渐减弱 , 可较大电流放电 。 综
KOH 溶液中不同浓度 ZnO 对铝阳极极化曲线 (当
- 1 - 1
线 ( 3 ) , ( 4 ) , ( 5 ) 可以看出 , 在反应的初时阶段 ,
K M nO4 的加入对合金的析氢有一定的抑制作用 ,
( ZnO ) 时接
但随着反应的进行 , 析氢速率逐渐增加 , 由此可 知 , 在 4 mol ・ L 等
[9] - 1
近。 分析原因 , 主要可能是 ZnO 与电解液反应在合 金表面生成一层黑色膜层 , 由 XRD 分析可知 , 该 膜层主要成分为氢氧化锌 , 这一膜层有效地阻碍 了裸露铝基与水的直接反应 , 从而抑制了合金的 析氢腐蚀 。 随着 ZnO 浓度增加 , 膜层厚度增大 , 使 得析氢速率逐渐减小 。 另一方面 , 由于膜层与铝基 的结合力较差 , 随着气泡的产生 , 膜层不断脱落 , 当其生成速度与脱落速度相当时 , 其对析氢的抑 制作用趋于稳定 。ZnO 的合理浓度在 10 mmol ・ L 左右 。