具有低自腐蚀电位的多主元合金设计、制备与性能研究

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2.41×10-4 A/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10-5-10-6 A/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7.4×10-6 A/cm2，电化学性能最好。

目录

声明

摘要

文献综述

1．1 引言

1．2 牺牲阳极保护法简介

1．2．1 阴极保护原理

1．2．2 牺牲阳极材料具备条件

1．2．3 牺牲阳极保护法的主要特点

1．2．4 常用的几种牺牲阳极材料

1．3 高熵合金简介

1．3．1 高熵合金的定义

1．3．2 高熵合金的特性

1．3．3 耐腐蚀性

1．3．4 高熵合金固溶体形成判据

1．3．5 应用

1．4 研究目的及意义

第二章 Ni对AlMgZnSnCuMnNix电化学性能的影响

2．1 引言

2．2 实验方法

2．3 实验结果

2．3．1 AlMgZnSnCuMnNix系列多主元合金电化学性能分析

2．3．2 AlMgZnSnCuMnNix系列多主元合金XRD物相分析

2．3．3 AlMgZnSnCuMnNix系列多主元合金组织形貌及成分分析

2．4 结果讨论

2．5 本章小结

第三章 In对AlMgZnSnCuInx多主元合金的电化学性能的影响

3．1 引言

3．2 实验方法

3．3 实验结果

3．3．1 AlMgZnSnCuInx系列多主元合金电化学性能分析

3．3．2 AlMgZnSnCuInx系列多主元合金XRD物相分析

3．3．3 AlMgZnSnCuInx系列多主元合金组织形貌及成分分析

3．4 结果讨论

3．5 本章小结

第四章 Cu对AlMgZnSnInCux多主元合金的电化学性能的影响

4．1 引言

4．2 实验方法

4．3 实验结果

4．3．1 AlMgZnSnInCux系列多主元合金电化学性能分析

4．3．2 AlMgZnSnCuInx系列多主元合金XRD物相分析

4．3．3 AlMgZnSnCuInx系列多主元合金组织形貌及成分分析

4．4 结果讨论

4．5 小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士学位论文期间已发表论文

致谢