合金元素在Al基牺牲阳极中的作用机理

摘要

电容量大、电流效率高的Al合金具有很大潜力发展成为理想的牺牲阳极。但是,Al金属表面极易生成致密钝化膜,严重影响Al基牺牲阳极的功效。Al合金中的一些合金元素具有破钝化的作用,能够促进Al基体的活性溶解,提高Al基牺牲阳极放电量,因此学者们对合金元素在Al基牺牲阳极中的活化机理开展了广泛而深入的研究。合金元素对Al基牺牲阳极的活化机理主要包括:(1)溶解-再沉积作用;(2)表面自由能吸附理论;(3)第二相优先溶解原理;(4)离子电阻降理论;(5)电位负移理论;(6)非常价态理论等。众多理论的核心思想均是通过机械分离破坏Al_(2)O_(3)钝化膜的完整性,亦或是产生阳离子空位造成氧化膜缺陷。常见的合金元素主要有Hg、In、Sn、Ga、Zn、Mg、Mn、Ti、Zr、Cd、Si、Fe、Bi、Cu及稀土(RE)元素等。合金元素在Al基牺牲阳极活化过程中的作用机理复杂,且存在协同活化作用,合金元素的活化机理尚不十分清晰。因此,本文在查阅大量文献的基础上,重点梳理了Al基牺牲阳极的活化机理,并归纳整理了各合金元素在Al基牺牲阳极中的作用。本文将有助于进一步全面深入理解合金元素的作用机理,从顶层设计的角度出发为设计性能更优异的新型Al基牺牲阳极材料提供了思路。