CN105803465B - 一种含Sm镁合金牺牲阳极材料 - Google Patents
一种含Sm镁合金牺牲阳极材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105803465B CN105803465B CN201610225042.4A CN201610225042A CN105803465B CN 105803465 B CN105803465 B CN 105803465B CN 201610225042 A CN201610225042 A CN 201610225042A CN 105803465 B CN105803465 B CN 105803465B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- anode material
- sacrificial anode
- magnesium
- magnesium alloy
- material containing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010405 anode material Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 14
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- KPQBNQRPQKZQNJ-UHFFFAOYSA-N [Sm].[Mg] Chemical compound [Sm].[Mg] KPQBNQRPQKZQNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 229910000612 Sm alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/12—Electrodes characterised by the material
- C23F13/14—Material for sacrificial anodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含Sm镁合金牺牲阳极材料，所述镁合金牺牲阳极材料由以下质量百分比的组分组成：Al 8.0％～8.2％、Zn 0.6％～0.8％、Sm 0.4％～0.6％，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明的含Sm镁合金牺牲阳极材料，在腐蚀环境中消耗均匀，消耗速度慢，使用寿命长，适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下的阴极保护，有着广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于镁合金阳极材料技术领域，具体涉及一种含Sm镁合金牺牲阳极材料。
背景技术
金属材料的腐蚀造成的经济损失巨大，采用牺牲阳极进行电化学保护是一种防止金属材料腐蚀的有效方法，对金属材料耐腐蚀性能的提高和使用寿命的延长具有重要意义。由于牺牲阳极具有不需要外加电源、不会干扰临近金属设施、电流分散能力好、易于管理和维护等优点，因而在防腐蚀工程中得到广泛应用。镁合金的电化学性能较好，常被用作牺牲阳极材料，对设备装置的阴极材料进行保护，以延长阴极材料的使用寿命。
但是，现有技术中普通镁合金阳极材料，如常用牌号AZ31、AZ91、AZ63等，由于成分设计和制备工艺上的原因，导致合金晶粒粗大，组织不均匀，且元素铝与镁形成Mg17Al12相，并以网状分布于晶界，容易与镁基体形成微电池，加速牺牲阳极材料的消耗，同时使阳极材料的消耗不均匀，影响牺牲阳极材料的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种含Sm镁合金牺牲阳极材料，解决现有镁合金牺牲阳极材料在腐蚀环境中消耗不均匀，影响使用寿命的问题。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种含Sm镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al 8.0％～8.2％、Zn 0.6％～0.8％、Sm 0.4％～0.6％，余量为Mg和不可避免的杂质。
杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。
本发明的含Sm镁合金牺牲阳极材料，合金组分为Mg-Al-Zn-Sm，该合金在Zn和Al组合使用的基础上，为保证性能和控制成本，Al的加入量选为8.0～8.2wt％，Zn的加入量选为0.6～0.8wt％；加入少量的Sm(0.4～0.6wt％)，生成高熔点的Al2Sm相，可作为有效的形核核心，从而细化晶粒，同时将合金中呈网状分布的Mg17Al12相断开，进而改善组织；通过细化晶粒和改善组织，提高组织的均匀性，进而使镁合金阳极材料在腐蚀环境中消耗均匀。
本发明的含Sm镁合金牺牲阳极材料，在Zn和Al组合使用的基础上，通过加入Sm元素改善组织，使阳极材料消耗均匀；所得镁合金牺牲阳极材料在腐蚀环境中具有消耗均匀的特点，消耗速度慢，延长了牺牲阳极材料的使用寿命，适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下的阴极保护，有着广阔的应用前景。
上述的含Sm镁合金牺牲阳极材料，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钐中间合金为原料进行熔炼后，浇铸制得的。
所用原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)为工业纯镁、纯铝、纯锌。所用原料镁钐中间合金(Mg-Sm)为工业镁钐中间合金。所述浇铸的温度为730℃。
优选的，所述含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法为：取合金原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)和镁钐中间合金(Mg-Sm)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔炼，得镁液；在CO2+SF6混合气体保护下，将镁液升温至730℃后浇入钢制模具，得到镁合金铸锭，即为所述镁合金牺牲阳极材料。
本发明的含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钐中间合金为原料进行熔炼、浇铸；该制备方法工艺简单，操作方便。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式中，所用的原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)、镁钐中间合金(Mg-Sm)均为市售产品(工业品)。其中，原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)的纯度为99.8％，原料镁钐中间合金(Mg-Sm)的纯度为99.5％。
实施例1
本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al 8.0％、Zn 0.8％、Sm 0.4％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。
本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法，是按照上述组分及含量取合金原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)和镁钐中间合金(Mg-Sm)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔炼，得镁液；在CO2+SF6混合气体保护下，将镁液升温至730℃后浇入钢制模具，得到镁合金铸锭，即为所述镁合金牺牲阳极材料。
实施例2
本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al 8.1％、Zn 0.7％、Sm 0.5％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。
本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al 8.2％、Zn 0.6％、Sm 0.6％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。
本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法同实施例1。
实验例
本实验例对实施例1-3所得含Sm镁合金牺牲阳极材料进行检测，结果如表1所示。
其中，对比例为商用镁合金AZ91。
表1实施例1-3所得含Sm镁合金牺牲阳极材料性能检测结果
| 对象 | 开路电位(V) | 电流效率(％) | 腐蚀环境中消耗情况 |
| 实施例1 | –1.70V | 55％ | 无明显蚀坑，消耗均匀 |
| 实施例2 | –1.76V | 58％ | 无明显蚀坑，消耗均匀 |
| 实施例3 | –1.80V | 60％ | 无明显蚀坑，消耗均匀 |
| 对比例 | –1.65V | 52％ | 出现蚀坑，消耗不均匀 |
从表1可以看出，本发明所得含Sm镁合金牺牲阳极材料，开路电位为–1.70～–1.80V，电流效率为55％～60％，在腐蚀环境中材料消耗均匀，具有广阔的应用前景。
Claims (1)
1.一种含Sm镁合金牺牲阳极材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Al8.0％～8.2％、Zn 0.6％～0.8％、Sm 0.4％～0.6％，余量为Mg和不可避免的杂质；所述的含Sm镁合金牺牲阳极材料是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钐中间合金为原料进行熔炼后，浇铸制得的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610225042.4A CN105803465B (zh) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | 一种含Sm镁合金牺牲阳极材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610225042.4A CN105803465B (zh) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | 一种含Sm镁合金牺牲阳极材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105803465A CN105803465A (zh) | 2016-07-27 |
| CN105803465B true CN105803465B (zh) | 2018-02-23 |
Family
ID=56459823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610225042.4A Active CN105803465B (zh) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | 一种含Sm镁合金牺牲阳极材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105803465B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106591844A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-26 | 洛阳理工学院 | 一种含Sn、Sb的镁合金牺牲阳极 |
| CN106591843A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-26 | 洛阳理工学院 | 一种含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极 |
| CN106591842A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-26 | 洛阳理工学院 | 一种含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极 |
| CN106609372A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-05-03 | 洛阳理工学院 | 一种含Sm、Sb的镁合金牺牲阳极 |
| CN109628779B (zh) * | 2019-01-15 | 2020-10-30 | 吉林大学 | 一种细化高合金含量Mg-Al-Zn镁合金共晶相方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101225521A (zh) * | 2007-01-16 | 2008-07-23 | 维恩克材料技术（北京）有限公司 | 一种具有杀菌功能的热水器用镁合金阳极材料 |
| CN101768745A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-07 | 陕西电力科学研究院 | 一种高电流效率的镁牺牲阳极及其制备方法 |
| CN101775604A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-14 | 崔晓鹏 | 一种镁合金复合牺牲阳极材料及其制备方法 |
| CN102808122A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-05 | 焦作盛世达轻合金技术有限公司 | 一种镁合金牺牲阳极棒材制造工艺 |
-
2016
- 2016-04-12 CN CN201610225042.4A patent/CN105803465B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101225521A (zh) * | 2007-01-16 | 2008-07-23 | 维恩克材料技术（北京）有限公司 | 一种具有杀菌功能的热水器用镁合金阳极材料 |
| CN101768745A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-07 | 陕西电力科学研究院 | 一种高电流效率的镁牺牲阳极及其制备方法 |
| CN101775604A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-14 | 崔晓鹏 | 一种镁合金复合牺牲阳极材料及其制备方法 |
| CN102808122A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-05 | 焦作盛世达轻合金技术有限公司 | 一种镁合金牺牲阳极棒材制造工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 微量稀土Sm对AZ80镁合金腐蚀性能的影响;王浩等;《材料热处理学报》;20130430;第34卷(第4期);第41-45页 * |
| 稀土Sm对AZ92镁合金耐腐蚀性能的影响;吴道高等;《稀有金属》;20130331;第37卷(第2期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105803465A (zh) | 2016-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105734375B (zh) | 一种含Sb镁合金牺牲阳极材料 | |
| CN105671557B (zh) | 一种含Bi镁合金牺牲阳极材料 | |
| CN105803465B (zh) | 一种含Sm镁合金牺牲阳极材料 | |
| Shi et al. | Microstructure and electrochemical corrosion behavior of extruded Mg–Al–Pb–La alloy as anode for seawater-activated battery | |
| CN105779837A (zh) | 一种含Gd牺牲阳极镁合金 | |
| CN101148767B (zh) | 一种铝锌铟系牺牲阳极材料 | |
| CN105543603A (zh) | 一种低稀土高强度变形镁合金及其制备方法 | |
| CN105624494A (zh) | 一种含稀土元素的耐蚀变形镁合金及其制备方法 | |
| CN104562044A (zh) | 一种新型镁合金牺牲阳极材料的制备方法 | |
| CN106555090B (zh) | 海水管道用大型低电位镁合金牺牲阳极材料及其制备方法 | |
| CN104233029B (zh) | 一种高强度可降解镁合金及制备方法 | |
| CN106609372A (zh) | 一种含Sm、Sb的镁合金牺牲阳极 | |
| CN107142483B (zh) | 一种含Sm的多元镁合金牺牲阳极材料及其制备方法 | |
| CN109778197A (zh) | 一种含Yb阳极镁合金及其制备方法与应用 | |
| CN109722580A (zh) | 一种含Dy阳极镁合金及其制备方法与应用 | |
| CN105648294A (zh) | 一种含Nd镁合金牺牲阳极材料 | |
| CN107130249B (zh) | 一种含Nd的多元镁合金牺牲阳极材料及其制备方法 | |
| CN103290274B (zh) | 耐磨耐碱蚀铝合金 | |
| CN106591844A (zh) | 一种含Sn、Sb的镁合金牺牲阳极 | |
| CN105838951B (zh) | 一种含La牺牲阳极镁合金 | |
| CN104357720A (zh) | 一种耐腐蚀铝合金 | |
| CN102851670B (zh) | 一种容积式热水器用铝合金牺牲阳极 | |
| CN106591843A (zh) | 一种含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极 | |
| CN106987746A (zh) | 一种热水器用铸造镁合金阳极材料及其制备方法 | |
| CN109750199A (zh) | 一种阳极镁合金及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231126 Address after: 509 Kangrui Times Square, Keyuan Business Building, 39 Huarong Road, Gaofeng Community, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province, 518000 Patentee after: Shenzhen Litong Information Technology Co.,Ltd. Address before: 471023 the Pearl River Road, Jianxi District, Luoyang City, Henan Province Patentee before: LUOYANG INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right |