锌电积用铅基稀土合金阳极性能研究

题名:锌电积用铅基稀土合金阳极性能研究
作者:洪波
学位授予单位:中南大学
关键词:锌电积;;铅合金阳极;;稀土;;阳极电位;;腐蚀速率;;抗拉强度
摘要:

 铅基多孔电极与传统平板电极相比,具有阳极电位低、耐腐蚀性能好,阴极泥产量少,阴极锌品质高等等一系列优势,具有非常广阔的应用价值。但是其强度过低,难以达到工业应用的要求。因此,本文通过加入不同种类及含量的Magnetic lifter稀土元素,对铅基体进行强化研究,既能促进铅基多孔阳极材料的工业化应用进程,又能拓宽稀土金属的应用范围,具有十分重要的研究意义。

 采用二步重熔法制备了不同种类(Pr、Gd、Nd、Sm)及含量(0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)的铅基稀土合金,研究了稀土元素加入对铅合金阳极抗拉强度、腐蚀速率、阳极电位、晶体结构、腐蚀膜层形貌、膜层膜量等的影响规律。并此研究基础上,选择了Pr2.0%、Gd2.0%配方,研究了不同银含量Pb-Ag-RE合金性能,具体结果如下：

 (1)稀土元素能够与铅形成金属间化合物,细化晶粒,阻止晶粒滑移,从而提高铅合金强度。四种稀土元素中,Pr及Gd对铅合金强度提高较多,含量2.0%时,较纯铅强度分别提高78.55%,59.4%,强化效果非常显著；

 (2)Pr,Gd,Sm本身对析氧反应有抑制作用,但由于它们会促进PbO2生成,且使得PbO2层疏松多孔,加上其能抑制高阻抗PbO及PbSO4生成,使得铅合金阳极电位大幅度下降。但膜层疏松导致阳极耐腐蚀性能稍微下降；

 (3)低含量Nd使得PbO2腐蚀膜层光滑平整,提高了铅合金耐腐蚀性能,但Nd含量大于1.0%时,膜层表面出现很多“火山口溶解区”,使铅合金耐腐蚀性能大幅度下降。Nd本身对析氧反应有促进作用,高含量时亦能促进PbO2生成,并抑制高阻抗PbO及PbSO4生成,故其对阳极电位下降效果最为显著；

 (4)稀土元素Pr、Gd的存在,会改变Pb-Ag合金的结晶方式,使富铅α固溶体相晶粒呈网格状排列,与Pb-Ag合金整齐的条http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter状排列相比,网格状排列更能阻止晶粒滑移,从而增大合金强度。含Pr及Gd的Pb-Ag合金阳极电位也较Pb-Ag合金低,腐蚀速率差别不大,因此可以用稀土元素对多孔铅阳极进行强化。

 (5)本文提出了一种全新的铅合金电极恒流极化过程中阳极膜层形成过程模型。
学位年度:2010