[發明專利]一種深海環境用犧牲陽極及其制造方法

無效

• 申請號: 201110085962.8
• 申請日: 2011-03-30
• 公開（公告）號: CN102154651A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 劉連君;李振國;馬長江
• 申請（專利權）人: 李振國
• 主分類號: C23F13/14
• 分類號: C23F13/14;C22C21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及犧牲陽極材料，特別涉及一種深海環境用犧牲陽極及其制造方法。

背景技術

金屬腐蝕是破壞金屬設備和構件的主要形式之一，犧牲陽極陰極保護法是目前應用廣泛的防腐方法之一，可對工作于水溶液中或含有水溶液環境中的金屬構件提供防腐保護。該方法是將被保護的金屬(陰極)與比他電位更負的金屬(陽極)相連，兩種金屬處于相同電解質中(例如水，土壤)中，借助于犧牲陽極與被保護金屬之間有較大電位差和犧牲陽極不斷活性溶解所產生的電流對被保護的金屬進行陰極極化，從而抑制金屬腐蝕。

深海環境具有壓力大、溫度低、低溶解氧含量少等特點，這些因素對金屬在深海環境中的腐蝕行為有重要影響.犧牲陽極法由于安裝方便，維護簡單等優點被廣泛應用于海水的陰極保護中.犧牲陽極中的鋁陽極具有重量輕、電容量大、價格較便宜，施工安裝較方便等優點，被大量應用于海洋結構物的陰極保護。Al-Zn-In系犧牲陽極是目前應用最多的鋁合金陽極。但常規Al-Zn-In犧牲陽極一般應用于近海或淺海環境中，在深海環境中的性能(電容量、電流效率等)不夠理想。為解決深海環境下的金屬防腐蝕問題，市面上出現了一些應用在深海環境下的犧牲陽極，例如：中國專利申請號200810249621.8的發明專利申請，其以鋁為主要原料，添加有元素鋅、銦、鎂、鈦、鎵、錳，其中各成分的百分比為鋅2.0-5.5％，銦0.03-0.08％、鎂0.5-2.0％、鈦0.05-0.2％、鎵0.05-0.55％、錳0.02-1.2％，雜質總量≤0.30％，余量為鋁，此犧牲陽極在海洋底部的工作電位為-1.05～-1.10V。但是，此種合金配方中的鎂，在鎂溶解時易產生的黑水、臭水和顆粒脫落現象，造成海洋環境污染，另外，合金中還添加有稀有元素鈦、鎵、錳，使合金，銦的含量也較高，導致合金的制造成本大大提高，不利于推廣使用。

鑒于上述技術缺陷，迫切需要出現一種用于低溫、低溶解氧環境下的高性能鋁合金犧牲陽極，和常規Al-Zn-In系犧牲陽極相比，該陽極在低溫、低溶解氧環境下具有更高的實際電容量和電流效率，并且含銦量較低，能有效降低陽極成本，特別適用于深海環境海洋結構物的陰極保護的深海環境用犧牲陽極及其制造方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種用于低溫、低溶解氧環境下的高性能鋁合金犧牲陽極，和常規Al-Zn-In系犧牲陽極相比，該陽極在低溫、低溶解氧環境下具有更高的實際電容量和電流效率，并且含銦量較低，能有效降低陽極成本，特別適用于深海環境海洋結構物的陰極保護的深海環境用犧牲陽極及其制造方法。

為此，本發明提供了一種深海環境用犧牲陽極，其主要成分為：以鋁為原料，添加有元素鋅、銦、硅，其中，各成分的重量百分比如下：鋅3.0～5.0％，銦0.01～0.02％，硅0.10～0.20％；雜質總量≤0.16％，其中，雜質鐵≤0.13％，雜質銅≤0.006％；余量為鋁。

所述犧牲陽極在深海低溫環境下的工作電位為-1.12～-1.05V，電流效率≥93％，電容量≥2600，且均勻腐蝕，腐蝕產物易脫落。

為更好的實現本發明目的，本發明還公開了一種深海環境用犧牲陽極的制造方法，其中，包括如下步驟：

首先按照質量百分比稱量鋁錠，鋅錠，元素銦和元素硅，挑選的鋁錠的雜質總量≤0.16％；

然后將銦和硅用鋁箔包好，鋁錠于電阻爐坩堝內熔化，溫度為750～800℃，再加入鋅錠，待熔化、除氣、扒渣后將合金元素包壓入鋁液中，熔化后攪勻、扒渣，在鑄鐵模具中澆鑄，讓其自然冷卻，得到鑄棒；

將鑄棒加工成φ16mm×48mm的電化學性能測試試樣和端面積為100mm的圓柱形電極試樣，并在一端加工出M3mm×5mm的螺孔以便引出導線；

最后用丙酮除油，然后進行干燥稱重，在試樣上留出14cm²的工作面積，?其余部分用絕緣膠涂封，即制的本發明。

本發明與常規Al-Zn-In系犧牲陽極相比，本發明在低溫、低溶解氧環境下具有更高的實際電容量和電流效率，其工作電位為-1.12～-1.05V，電流效率≥93％，電容量≥2600，且均勻腐蝕。并且含銦量較低，能有效降低陽極成本，特別適用于深海環境海洋結構物的陰極保護的深海環境，是一種高性能的深海環境用犧牲陽極。

具體實施方式