凝固冷却速度，热处理工艺对镁合金阳极材料组织和性能的影响

论文摘要

以Mg-Hg-X镁合金阳极为研究对象,采用金相显微镜、电化学测试仪、SEM等仪器,研究了不同制备、热处理工艺对Mg-Hg-X合金组织结构和性能的影响,并对镁合金阳极的组织结构—性能变化—材料应用之间的关系和作用规律进行了研究。 论文研究了不同凝固冷却速度下,镁合金阳极显微组织和性能的变化。结构表明,凝固冷却速度越快,合金的晶粒和第二相化合物越细小,溶质原子在Mg基体中的固溶度增大。用快速凝固制得的镁合金阳极,晶粒极其细小,界面呈微细的树枝状,而且找不到明显的第二相化合物存在,同时,凝固冷却速度越快,放电电压有所下降,但耐腐蚀性能提高。 研究了不同热处理制度下,镁合金阳极显微组织和性能的变化。结果表明,均匀化退火温度越高,合金组织越均匀,第二相也更加细小、弥散,450℃均匀化退火后样品放电电压最高,但耐腐蚀性能最差。均匀化退火时间越长,合金组织和第二相越均匀,耐腐蚀性能也越好,放电电压变化不大。最终退火温度升高,合金组织由加工组织向再结晶组织变化,放电电压略有下降,但耐腐蚀性能变差。 研究了Mg-Hg-X合金的腐蚀类型,是以点蚀和缝隙腐蚀为主,两者交杂在一起,互相促进。 探讨了镁合金阳极中合金元素的活化机理,发现溶解初期合金元素与Mg基体组成电偶,引发点蚀,放电过程中合金元素将被Mg还原而沉积在合金表面,阻碍腐蚀产物附着,破坏氧化物膜,使合金电位负移。

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 纯镁的特性
• 1.2 镁合金的研究进展
• 1.2.1 铸造镁合金研究进展
• 1.2.2 变形镁合金研究进展
• 1.2.3 镁合金的应用
• 1.3 镁合金的腐蚀行为及防护
• 1.3.1 镁合金腐蚀行为研究进展
• 1.3.2 影响腐蚀性能的因素
• 1.4 镁阳极研究进展
• 1.4.1 镁牺牲阳极研究进展
• 1.4.2 合金元素的影响
• 1.4.3 镁合金动力电池研究进展
• 1.5 本论文研究目的
• 第二章 凝固冷却速度对镁合金阳极组织及性能的影响
• 2.1 实验目的
• 2.2 实验方法和过程
• 2.2.1 试样制备
• 2.3 凝固冷却速度的确定
• 2.4 凝固冷却速度对镁合金阳极组织形貌的影响
• 2.5 凝固冷却速度对镁合金阳极溶质原子的影响
• 2.6 凝固冷却速度对镁合金阳极电化学性能的影响
• 2.7 凝固冷却速度对镁合金阳极腐蚀性能的影响
• 2.7.1 动电位扫描法测定腐蚀性能
• 2.7.2 交流阻抗法测定腐蚀性能
• 2.8 本章小结
• 第三章 热处理对镁合金阳极组织及性能的影响
• 3.1 实验目的
• 3.2 实验成分及方案设计
• 3.3 实验过程
• 3.4 均匀化热处理对镁合金阳极组织形貌及性能的影响
• 3.4.1 铸锭均匀化过程中的扩散动力学模型
• 3.4.2 均匀化退火对镁合金阳极组织形貌的影响
• 3.4.3 均匀化热处理对镁合金阳极电化学性能的影响
• 3.4.4 均匀化退火对镁合金阳极析氢腐蚀和电化腐蚀性能的影响
• 3.5 最终退火对镁合金阳极组织和性能的影响
• 3.5.1 最终退火温度对镁合金阳极显微组织的影响
• 3.5.2 最终退火温度对镁合金阳极电化学性能的影响
• 3.5.3 最终退火温度对镁合金阳极析氢腐蚀和电化腐蚀性能的影响
• 3.6 镁合金腐蚀机理分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 镁合金阳极溶解过程中合金元素活化机理研究
• 4.1 实验过程
• 4.2 镁与合金元素的溶解过程
• 4.3 合金元素的沉积过程
• 4.4 合金元素的活化机理
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 硕士学位期间公开发表的论文