CN112267120B - 一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料及其制备方法，其组分按质量百分比计包括Zn4％～6％，In0.035％～0.05％，Sn0.04％～0.1％，Mg0.3％～1.0％，La0.01％～0.02％，Y0.01％～0.02％，Nd0.01％～0.02％，杂质含量≤0.26％，余量为Al。制备时将电解原铝熔融成铝合金溶液，之后喷吹、精炼、除气和拔渣，加入Zn、In、Sn和Mg在760～800℃下熔炼后冷却；加热到800～820℃后加入Al‑La中间合金、Al‑Y中间合金和Al‑Nd中间合金在840～860℃下进行精炼、除气和拔渣；最后在700～720℃保温60～80min后冷却到室温。

Description

一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及属于油气田腐蚀与防护技术领域，具体为一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料及其制备方法。

背景技术

在石油天然气工业领域，油气井的开采过程常面临油套管的腐蚀问题。为了防止和减缓油套管的腐蚀，保证油气井的正常稳定生产，在井筒中安置牺牲阳极短节，对油套管进行腐蚀防护，这样不仅具有良好的防腐效果，而且成本较低，管理、维护和使用也较方便，具有广阔的应用前景。目前，可选用的牺牲阳极主要有铝基合金牺牲阳极、镁基合金牺牲阳极和锌基合金牺牲阳极这三大类，不同的合金体系对牺牲阳极的性能具有较大影响。对于油气井高温环境优先考虑铝基牺牲阳极。我国已经制定了国家标准GB/T4948-2002《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》，该标准主要涵盖了两种类型、五种具体的Al-Zn-In系牺牲阳极材料，其主要适用于海水介质中的船舶、港工或海洋工程设施等钢铁构件的防腐，但也有其他行业借鉴使用该类型牺牲阳极，或者在此基础上添加其他合金组元，研发设计新型的Al-Zn-In系阳极材料。

对于石油天然气的井下作业，地层深处温度较高。随着温度升高，铝基牺牲阳极的保护效果大大降低，电流效率大幅度下降。齐公台等人的研究结果表明：常规Al-Zn-In-Si牺牲阳极在50℃时的电流效率为80.2％，在60℃时的电流效率降为52.0％，在70℃时的电流效率骤降为26.2％；常规Al-Zn-In-Cd牺牲阳极在50℃时的电流效率为78.5％，在60℃时的电流效率降为48.4％，在70℃时的电流效率骤降为38.6％，其原因主要是随着温度升高，腐蚀电流不断加大，阳极腐蚀不断加剧，腐蚀产物膜，尤其是致密连续的Al₂O₃膜，不能及时地从表面脱离溶解，就造成铝合金阳极表面的产物膜越积越厚，如果产物膜覆盖包裹了内部的铝阳极，使阳极无法继续溶解，电极电势也就随之而不断正移，从而使电流效率大幅度下降。当铝合金牺牲阳极的电极电势比被保护钢铁设备的电极电势更靠近正值时，就会发生阳极和阴极的电极反转现象，此时，钢铁设备成为阳极，从而遭受更加严重的腐蚀。此外，即便尚未发生电极反转现象，铝基牺牲阳极在高温下也会出现晶间腐蚀等问题，导致晶粒内部和晶界之间的电极电势不同，从而形成腐蚀电池。如果晶界处电势较负，且作为阳极，当温度升高后，腐蚀电流不断增大，晶界处的腐蚀速率不断增加，从而造成晶界附近过度腐蚀，最终导致阳极溶解不均匀，甚至导致晶粒脱落，降低牺牲阳极的电流效率和电容量，缩短其使用寿命。

申请号为200710189863.8的专利公开了一种对工作在水环境或含水环境中的钢铁构件实施保护的高性能新型Al-Zn-In系牺牲阳极材料，该牺牲阳极材料以铝为原料，添加元素锌、铟，还添加了元素镁、钛、硅，所添加元素的重量百分比为：Zn3.0％～5.0％；In0.02％～0.03％；Mg＝1.0％；Ti0.05％～0.07％；Si0.08％～0.10％；杂质含量≤0.15％；申请号为200810249621.8的专利公开了一种适合在深海环境下阴极保护的铝合金牺牲阳极，该牺牲阳极通过控制合适的微量合金化元素，制备的铝合金牺牲阳极材料，经采用GB17848-1999牺牲阳极电化学性能测试标准在4℃和4ppm溶解氧海水中的电化学性能测试，阳极在低温、低氧和高压环境下的电化学性能得到明显提高，在深海低温环境下工作电位为-1.05～-1.10V，电流效率大于90％，腐蚀产物脱落，溶解形貌均匀，减少在深海低温环境下铝合金阳极的局部腐蚀溶解。公开号为CN102234808A的专利公开了一种适用于渤海湾海泥的铝合金牺牲阳极，针对渤海湾海泥孔隙比高的特质，开发出在20～50℃的海泥中具有较好的电化学性能的牺牲阳极材料，其有益效果是该牺牲阳极在50℃时电流效率达到70％且阳极活化快，腐蚀产物容易脱落。由于该牺牲阳极使用环境为海泥环境，并未对牺牲阳极溶解均匀性提出明确要求。

不同于海洋环境和埋地环境常用的条块状牺牲阳极，油气井环境中使用的牺牲阳极多为空心圆筒形，环向壁厚仅8～15mm，这就要求牺牲阳极首先须满足阳极表面溶解均匀、腐蚀产物容易脱落，在此基础上具有较高的电流效率和足够的保护电位。如溶解不均匀，则牺牲阳极容易缩径和断脱，跌落至油气井井筒底部堵塞油水流动通道。上述海洋环境和埋地环境中使用的牺牲阳极材料应用于油气井工况环境时，由于油气井中液体腐蚀性强，工作温度高，其中矿化度一般为50g/L，含CO₂和硫酸盐还原菌(简写为SRB)等腐蚀性介质，一般温度为70℃，所以牺牲阳极电流效率低、消耗快，导致牺牲阳极表面溶解不均匀，腐蚀产物不易脱落。为此，有必要设计开发出适用于油气井的具有电流效率高、阳极表面溶解均匀和腐蚀产物容易脱落的新型牺牲阳极材料。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料及其制备方法，在Al-Zn-In系牺牲阳极可控的渗入元素锡、镁、镧、钇和钕，提高了牺牲阳极的电化学性能并改善了其溶解效果，保护油管、套管在井筒高温、高腐蚀性介质环境中免遭腐蚀。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料，所述牺牲阳极材料的组分按质量百分比计包括，Zn 4％～6％，In 0.035％～0.05％，Sn 0.04％～0.1％，Mg 0.3％～1.0％，La0.01％～0.02％，Y 0.01％～0.02％，Nd 0.01％～0.02％，杂质含量≤0.26％，余量为Al。

优选的，所述Zn的质量百分比为4％～5％。

优选的，所述Sn的质量百分比为0.06％～0.1％。

优选的，所述Mg的质量百分比为0.5％～1.0％。

优选的，所述杂质中Cu≤0.01％，Fe≤0.15％，Si≤0.1％。

优选的，所述牺牲阳极材料的组分按质量百分比计，Zn为5％，In为0.05％，Sn为0.06％，Mg为1.0％，La为0.01％，Y为0.02％，Nd为0.02％，杂质含量≤0.26％，余量为Al。

一种制备上述任意一项所述的耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料的方法，包括如下步骤：

步骤1，将电解原铝熔融成铝合金溶液，之后依次对铝合金溶液进行喷吹、精炼、除气和拔渣，再加入Zn、In、Sn和Mg，得到混合体系A，将混合体系A在760～800℃下熔炼后冷却到室温，得到Al-Zn-In-Sn-Mg中间合金；

步骤2，将Al-Zn-In-Sn-Mg中间合金加热到800～820℃后，按照La、Y和Nd的质量百分比，加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金和Al-Nd中间合金，得到混合体系B，将混合体系B在840～860℃下进行精炼、除气和拔渣，得到混合体系C；

步骤3，将混合体系C在700～720℃保温60～80min后冷却到室温，得到耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料。

进一步，步骤1中混合体系A在所述温度下熔炼0.5～2h。

再进一步，步骤1中混合体系B在所述温度下精炼、除气和拔渣0.5～1h。

一种由上述任意一项所述的耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料的制备方法得到的耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的牺牲阳极材料在Al-Zn-In系牺牲阳极可控的渗入了元素锡、镁、镧、钇和钕，在铝中添加4％～6％的锌能够降低纯铝表面上氧化膜的稳定性，促进铝表面钝化膜的破坏，从而使阳极电位负移；0.035％～0.05％的铟可以促进氯离子在铝阳极材料上的吸附，破坏氧化膜的致密性和连续性，从而使阳极电位较负，提高电流效率；在铝基合金中添加镁元素，镁既能与铝形成固溶体，又能与锌形成固溶体，促使合金溶解更均匀，因而可显著增加其电流效率；0.04％～0.1％的锡与0.3％～1.0％的镁之间具有匹配作用，通过锡与镁的匹配，能够破坏铝的钝性，促使合金均匀分布，减少偏析相的产生，改善腐蚀状况。尤其在添加微量锡时，能够减缓含镁析出相所造成的自腐蚀，从而减缓牺牲阳极材料的溶解；镧、钇、钕三种元素易与铝形成金属间化合物，其原子半径比1.43nm的铝原子大，因此0.01％～0.02％的镧、0.01％～0.02％的钇和0.01％～0.02％的钕很容易填补在生长中的铝合金晶粒新相表面缺陷处，生成能阻碍晶粒继续生长的膜，促进晶粒细化并改善阳极溶解情况；这样通过渗入元素锡、镁、镧、钇和钕的综合作用，牺牲阳极在高温和高腐蚀条件下的电化学性能和表面溶解情况得到明显改善，在油气井高温及高腐蚀性介质环境中具有良好的化学活性；本发明的牺牲阳极在油气井环境下腐蚀形貌均匀且腐蚀产物容易脱落，在70℃和矿化度50g/L的模拟油气井工况环境中，其工作电位分布在﹣0.990～﹣1.12V之间，电流效率≥60％，较商用Al-Zn-In系牺牲阳极电流效率提高30％以上，解决了商用Al-Zn-In系牺牲阳极在油气井高温高腐蚀条件下电流效率低进和溶解不均匀的问题。

本发明通过元素镁、锡、镧、钇和钕的渗入，改善了铝合金牺牲阳极组织，细化晶粒，牺牲阳极材料在油气井高温、高腐蚀性介质环境中具有良好的电化学性能，阳极表面溶解均匀、腐蚀产物容易脱落，且具有较高的电流效率和足够的保护电位，在70℃时电流效率≥60％，较常规商用Al-Zn-In系牺牲阳极电流效率提高30％以上，适用于油气井高温、高腐蚀环境下的阴极保护，具有广阔的应用前景，尤其适用于油气田开采过程中，保护油管、套管在井筒高温、高腐蚀性介质环境中免遭腐蚀。

附图说明

图1为对比例中腐蚀后的铝合金牺牲阳极实物图。

图2为实施例1中腐蚀后的铝合金牺牲阳极实物图。

图3是对比例中腐蚀后的铝合金牺牲阳极在100倍率下的微观腐蚀形貌图。

图4是对比例中腐蚀后的铝合金牺牲阳极在200倍率下的微观腐蚀形貌图。

图5是实施例1中腐蚀后的铝合金牺牲阳极在100倍率下的微观腐蚀形貌图。

图6是实施例1中腐蚀后的铝合金牺牲阳极在200倍率下的微观腐蚀形貌图。

图7是实施例1和对比例的工作电位随时间变化曲线图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种适用于油气井高温和高腐蚀环境的铝合金牺牲阳极，现有的铝合金牺牲阳极在高温条件下性能差的主要原因是高温时铝合金存在严重的晶间腐蚀，造成晶粒大量脱落，本发明通过在Al-Zn-In系牺牲阳极可控的渗入了元素锡、镁、镧、钇和钕，能够解决现有牺牲阳极材料存在的不能适应油气井高温、高腐蚀性介质的问题，其中加入稀土元素，改善了铝合金牺牲阳极的组织，细化了晶粒，使阳极材料在高温条件下溶解均匀，消耗速率慢，使用寿命长，适用于油气井高温高腐蚀环境下的阴极保护。

本发明的铝合金牺牲阳极适用于油气井70℃的高温和高腐蚀介质，其组分按质量百分数比计包括，锌(Zn)4％～6％，铟(In)0.035％～0.05％，锡(Sn)0.04％～0.1％，镁(Mg)0.3％～1.0％，镧(La)0.01％～0.02％，钇(Y)0.01％～0.02％，钕(Nd)0.01％～0.02％，杂质含量≤0.26％，余量为Al，高温熔炼过程中，金属溶液与空气接触发生氧化，会产生浮渣等杂质，其中的杂质含量参考国标所得，本发明的杂质为元素Cu、Fe和Si，Cu、Fe、Si的含量分别为Cu≤0.01％；Fe≤0.15％；Si≤0.1％。

在优化方案中，Zn的质量百分比可进一步为4％～5％，其作用为活化Al阳极表面，效果为促进Al阳极均匀溶解，使Al阳极的电位变负，电流效率提高；Sn的质量百分比可进一步为0.06％～0.1％，其作用为Sn溶于Al形成固溶体，效果为破坏Al的钝性，使合金均匀分布。此外，Sn还能促进Al阳极晶界优先溶解；Mg的质量百分比可进一步为0.5％～1.0％，其作用为能与Al形成固溶体，又能与Zn形成固溶体，效果为促使合金溶解更均匀，提高Al的电流效率；

本发明的铝合金牺牲阳极的制备过程，包含如下步骤，

步骤1，熔炼Al-Zn-In-Sn-Mg中间合金：向电阻炉中加入电解原铝形成铝合金溶液，对铝合金溶液进行喷吹、精炼，对铝合金溶液通入氩气进行除气并拔除其表面氧化浮渣，然后成比例的加入Zn、In、Sn、Mg，熔炼过程中对铝合金进行电磁搅拌，熔炼温度760～800℃，时间为0.5～2h，熔炼结束后自然冷却到室温。

步骤2，将第一步熔炼的Al-Zn-In-Sn-Mg中间合金加热到800～820℃，然后成比例的加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金、Al-Nd中间合金，这3种合金直接从市场购得，并且会标出La、Y和Nd的质量分数，升温到840～860℃充分搅拌0.5～1h，经精炼、除气、扒渣后降温至700～720℃保温60～80min，以减少组织缺陷、细化晶粒，熔炼结束后自然冷却到室温，完成熔炼。

实施例1

本发明Al-Zn-In系牺牲阳极材料各成分及其质量百分比为Zn 5％，In0.05％，Sn0.1％，Mg 0.8％，La 0.015％，Y 0.02％，Nd 0.01％，Cu 0.006％，Fe 0.12％，Si 0.06％，余量为Al。

制备过程包含如下步骤，

步骤1，熔炼Al-Mg中间合金：向电阻炉中加入电解原铝形成铝合金溶液，对铝合金溶液进行喷吹、精炼，对铝合金溶液通入氩气进行脱气并拔除其表面氧化浮渣，然后成比例的加入Zn、In、Sn、Mg，熔炼过程中对铝合金进行电磁搅拌，熔炼温度760℃，时间为2h，熔炼结束后自然冷却到室温。

步骤2，将第一步熔炼的Al-Mg中间合金加热到800℃，然后成比例的加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金、Al-Nd中间合金，升温到840℃充分搅拌1h，经精炼、除气、扒渣后降温至720℃保温60min，熔炼结束后自然冷却到室温，完成熔炼。

参照GB/T 17848-1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》，在模拟井筒环境中开展评价实验，其中矿化度为50g/L，温度为70℃，经使用BES型电化学工作站在70℃模拟井筒环境下进行测试，测试时间240h，测试内容包括开路电位、工作电位、阳极试样失重。根据阳极试样失重等数据计算电流效率。腐蚀后的铝合金牺牲阳极实物图如图2所示，其在100倍率下的微观腐蚀形貌图、200倍率下的微观腐蚀形貌图如图5、图6所示，从图5、图6可以看到牺牲阳极试样表面溶解均匀，这是由于添加的合金元素(Zn、Sn等)溶于Al基体中，形成α-固溶体，对牺牲阳极表面的活化溶解起重要作用，其次高活性的Mg能减少铝合金中阴极相的面积和数量，能够改善铝合金表面的电化学不均匀性，降低电极表面微观原电池腐蚀的驱动力，抑制氢的去极化反应过程，使阳极的自腐蚀速度降低。由于阳极表面无粘附性产物覆盖，溶解下来的In和Mg等活性元素容易均匀地沉积到氧化膜上，而产生分布均匀的结合点，由此可以判断，Sn与Mg之间具有良好的协同匹配作用促使阳极持续溶解。镧、钇、钕三种元素原子半径(1.74nm～2.04nm)比Al原子半径(1.43nm)大，容易填补在生长中的Al合金晶粒新相表面缺陷处，使晶粒生长困难，起到细化晶粒的作用。在以上因素共同作用下，牺牲阳极表面溶解均匀，腐蚀产物容易脱落。实验结果为：开路电位﹣1.065V，工作电位﹣1.013～﹣1.058V(SCE)，电流效率60.56％，阳极表面溶解均匀，腐蚀产物容易脱落，具体的电化学性能见表1。

实施例2

本发明Al-Zn-In系牺牲阳极材料各成分及其质量百分比为Zn 4.5％，In0.035％，Sn 0.1％，Mg 1.0％，La 0.01％，Y 0.02％，Nd 0.02％，Cu 0.007％，Fe 0.13％，Si0.08％，余量为Al。

制备过程包含如下步骤，

步骤1，熔炼Al-Mg中间合金：向电阻炉中加入电解原铝形成铝合金溶液，对铝合金溶液进行喷吹、精炼，对铝合金溶液通入氩气进行脱气并拔除其表面氧化浮渣，然后成比例的加入Zn、In、Sn、Mg，熔炼过程中对铝合金进行电磁搅拌，熔炼温度800℃，时间为1h，熔炼结束后自然冷却到室温。

步骤2，将第一步熔炼的Al-Mg中间合金加热到800℃，然后成比例的加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金、Al-Nd中间合金，升温到840℃充分搅拌0.5h，经精炼、除气、扒渣后降温至720℃保温60min，熔炼结束后自然冷却到室温，完成熔炼。

评价方法同实施例1，具体的电化学性能见表1。

实施例3

本发明Al-Zn-In系牺牲阳极材料各成分及其质量百分比为Zn 5％，In0.05％，Sn0.06％，Mg 1.0％，La 0.01％，Y 0.02％，Nd 0.02％，Cu 0.009％，Fe 0.12％，Si 0.07％，余量为Al。

制备过程包含如下步骤，

步骤1，熔炼Al-Mg中间合金：向电阻炉中加入电解原铝形成铝合金溶液，对铝合金溶液进行喷吹、精炼，对铝合金溶液通入氩气进行脱气并拔除其表面氧化浮渣，然后成比例的加入Zn、In、Sn、Mg，熔炼过程中对铝合金进行电磁搅拌，熔炼温度770℃，时间为1.5h，熔炼结束后自然冷却到室温。

步骤2，将第一步熔炼的Al-Mg中间合金加热到800℃，然后成比例的加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金、Al-Nd中间合金，升温到840℃充分搅拌0.5h，经精炼、除气、扒渣后降温至720℃保温60min，熔炼结束后自然冷却到室温,完成熔炼。

评价方法同实施例1，具体的电化学性能见表1。

实施例4

本发明Al-Zn-In系牺牲阳极材料各成分及其质量百分比为Zn 4％，In0.05％，Sn0.08％，Mg 0.5％，La 0.02％，Y 0.015％，Nd 0.02％，Cu 0.007％，Fe 0.12％，Si 0.08％，余量为Al。

制备过程包含如下步骤，

步骤1，熔炼Al-Mg中间合金：向电阻炉中加入电解原铝形成铝合金溶液，对铝合金溶液进行喷吹、精炼，对铝合金溶液通入氩气进行脱气并拔除其表面氧化浮渣，然后成比例的加入Zn、In、Sn、Mg，熔炼过程中对铝合金进行电磁搅拌，熔炼温度790℃，时间为1h，熔炼结束后自然冷却到室温。

步骤2，将第一步熔炼的Al-Mg中间合金加热到800℃，然后成比例的加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金、Al-Nd中间合金，升温到840℃充分搅拌1h，经精炼、除气、扒渣后降温至720℃保温60min，熔炼结束后自然冷却到室温，完成熔炼。

评价方法同实施例1，具体的电化学性能见表1。

对比例

商用Al-Zn-In牺牲阳极各成分及其质量百分比为Zn 2.8％，In0.03％，余量为Al。

制备过程如下：采用熔铸法，先将配方量的铝锭加入加热炉中加热控温至720℃～750℃，使其融化，然后依次加入配方量的锌、铟，并用石墨棒搅拌均匀后除渣，即可出炉浇注，浇注过程必须连续，待铝液完全冷却凝固即可。

评价方法同实施例1，腐蚀后的铝合金牺牲阳极实物图如图1所示，其在100倍率下的微观腐蚀形貌图、200倍率下的微观腐蚀形貌图如图3、图4所示，从图3、图4可以看到牺牲阳极表面腐蚀产物层比较厚，牺牲阳极表面有粘附性产物，根据溶解-再沉积机理，粘附性沉积物的存在导致溶解的In颗粒分布不均匀，以致In的活化作用不明显，晶界局部腐蚀明显。同时晶界中Cl^-作为活性阴离子成为腐蚀的活性中心，在阳极表面形成闭塞区，促使腐蚀向纵深发展，产生较深的腐蚀坑，并且伴有晶间腐蚀发生。在以上因素共同作用下，牺牲阳极表面产生明显腐蚀凹坑，具体的电化学性能见表1。

实施例1和对比例阳极的工作电位与时间变化曲线见图7。从图7可以看出，在极化初始阶段，对比例的工作电位明显正于实施例1，两个例子阳极都处于活化状态，而当对比例阳极经过120h的极化时间后，阳极工作电位就趋于稳定，处于钝化状态。但实施例1阳极的工作电位(保护电位)虽然在整个测试过程中逐渐正偏移，但始终负于对比例阳极，其表面一直处于活化状态，无钝化现象出现。这是因为实施例1中的Sn和Mg元素以固溶体的形式存在于基体上，与基体形成腐蚀原电池，起到活性点的作用，使实施例1一直处于溶解状态。

通过腐蚀形貌观测和工作电位曲线分析可以看出，在牺牲阳极工作过程中，处于相同极化电流下，实施例1较对比例具有较大的驱动电位，拥有更好的极化性能，是更为优秀的阳极材料。

表1本发明的Al-Zn-In系牺牲阳极材料与商用Al-Zn-In牺牲阳极的电化学性能数据

由表1可知，本发明的牺牲阳极在油气井高温、高腐蚀性介质中具有良好的化学活性，其电流效率≥60％，工作电位分布在﹣0.990～﹣1.12V(SCE)之间，阳极表面溶解均匀，腐蚀产物容易脱落，其工作电位达到保护电位的合理范围，可有效减缓油气井油套管的腐蚀速率，是一种较理想的适用于油气井环境的牺牲阳极。

实施例5

本发明Al-Zn-In系牺牲阳极材料各成分及其质量百分比为Zn 6％，In 0.045％，Sn 0.04％，Mg 0.8％，La 0.015％，Y 0.01％，Nd 0.015％，Cu 0.08％，Fe 0.013％，Si0.08，余量为Al。

制备过程包含如下步骤，

步骤1，熔炼Al-Mg中间合金：向电阻炉中加入电解原铝形成铝合金溶液，对铝合金溶液进行喷吹、精炼，对铝合金溶液通入氩气进行脱气并拔除其表面氧化浮渣，然后成比例的加入Zn、In、Sn、Mg，熔炼过程中对铝合金进行电磁搅拌，熔炼温度780℃，时间为1.5h，熔炼结束后自然冷却到室温。

步骤2，将第一步熔炼的Al-Mg中间合金加热到800℃，然后成比例的加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金、Al-Nd中间合金，升温到840℃充分搅拌1h，经精炼、除气、扒渣后降温至720℃保温60min，熔炼结束后自然冷却到室温，完成熔炼。

评价方法同实施例1，其电流效率同样≥60％，工作电位分布在﹣1.053﹣1.12V(SCE)之间，阳极表面溶解均匀，腐蚀产物容易脱落，其工作电位达到保护电位的合理范围。

Claims (2)

1.一种制备耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料的方法，其特征在于，所述牺牲阳极材料的组分按质量百分比计，Zn为5％，In为0.05％，Sn为0.06％，Mg为1.0％，La为0.01％，Y为0.02％，Nd为0.02％，杂质含量≤0.26％，杂质中Cu≤0.01％，Fe≤0.15％，Si≤0.1％，余量为Al，包括如下步骤：

步骤1，将电解原铝熔融成铝合金溶液，之后依次对铝合金溶液进行喷吹、精炼、除气和拔渣，再加入Zn、In、Sn和Mg，得到混合体系A，将混合体系A在760～800℃下熔炼0.5～2h后冷却到室温，得到Al-Zn-In-Sn-Mg中间合金；

步骤2，将Al-Zn-In-Sn-Mg中间合金加热到800～820℃后，按照La、Y和Nd的质量百分比，加入Al-La中间合金、Al-Y中间合金和Al-Nd中间合金，得到混合体系B，将混合体系B在840～860℃下进行精炼、除气和拔渣0.5～1h，得到混合体系C；

步骤3，将混合体系C在700～720℃保温60～80min后冷却到室温，得到耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料。

2.一种由权利要求1所述的制备 耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料的方法得到的耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料。

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