[发明专利]一种高负电位镁基合金牺牲阳极材料及其应用

说明书

技术领域

本发明是一种高负电位镁基合金牺牲阳极材料及其应用，属于金属材料的 缓蚀，特别涉及一种牺牲阳极用的镁合金材料。

背景技术

金属材料尤其是钢铁材料的化学腐蚀，不仅造成资源的严重浪费，而且对 人类赖以生存的环境构成威胁。通过牺牲阳极的方法对金属构件实施阴极保护， 达到减缓金属材料腐蚀速度的目的。是近年来广泛采用的金属缓蚀方法。

金属镁具有较高的化学活性，电极电位低，驱动电压高。而且，在水介质 中，金属镁表面的微观腐蚀电位驱动力大，保护膜易于溶解，镁表面难以形成 有效保护膜。因此，金属镁是一种理想的牺牲阳极材料。

镁合金材料密度小、理论电容量大、电位负、极化率低，对钢铁的驱动电压 大于0.6V，适合于高电阻率的介质中，如土壤和水环境介质中作为牺牲阳极材 料使用。但不足之处是它们的电流效率低，只有50％左右。人们在镁中加入适 量Al、Zn、Mn、Ce等金属元素组成合金，用以改善镁基合金牺牲阳极的使用性 能，不断取得技术进展。但是现有技术中的镁基合金牺牲阳极材料还存在如下 问题，有待解决。

1.开路电位和闭路电位还不够负，

2.电流效率低，难以超过55％，大于60％的尚未见报导。

3.适用范围窄。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足，而提供一种具有足够负而 且稳定的开路电位和闭路电位、电流效率高，而且适用范围广的高负电位镁基 合金牺牲阳极材料。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料，其特征在于在100重量份牺牲 阳极材料中，含有如下按照重量份数计的金属元素组分：

本发明的发明人通过在镁合金中添加元素Ga，有效的细化晶粒，提高阳极晶 体活化能，电极电位负移，能有效防止晶界腐蚀。有效地提供了开路电位和闭 路电位的负压程度，提高了镁基合金牺牲阳极的电流效率。用本发明的高负电 位镁基合金牺牲阳极材料制造的牺牲阳极产品成功地应用于船舶、海洋平台、 港口码头、跨海大桥、过海管线等结构物的条件苛刻的防腐工程，从而完成了 本发明的任务。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料，其特征在于在100重量份牺牲 阳极材料中，含有如下按照重量份数计的金属元素组分：

是优选的技术方案。

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料，其特征在于在100重量份牺牲 阳极材料中，含有如下按照重量份数计的金属元素组分：

是一个优选的方案，适用于石油化工、制药换热设备的阴极保护牺牲阳极 的制造。

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料，其特征在于在100重量份牺牲 阳极材料中，含有如下按照重量份数计的金属元素组分：

是一个优选的方案，适用于制造船舶、海上钻井采油平台、港口码头、跨 海大桥、跨海大桥、海底输油管道及设施的阴极保护牺牲阳极。

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料，其特征在于在100重量份牺牲 阳极材料中，含有如下按照重量份数计的金属元素组分：

是发明人公开的另一个优选的技术方案。

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料，其特征在于采用快速水冷铸造工艺 铸模制造的高负电位镁基合金牺牲阳极达到如下技术指标：

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料的应用，其特征在于用于制造供 排水、煤气、天然气、供暖金属管道的阴极保护牺牲阳极；用于制造船舶、海 上钻井采油平台、港口码头、跨海大桥、海底输油管道的阴极保护牺牲阳极； 用于制造热水器、蒸汽锅炉以及石油化工、制药换热设备的阴极保护牺牲阳极。

本发明的高负电位镁基合金牺牲阳极材料，相比现有技术有如下积极效果：

1.提供了一种具有足够负而且稳定的开路电位和闭路电位、电流效率高，而 且适用范围广的高负电位镁基合金牺牲阳极材料。

2.开路电位-1.82～-1.85V，闭路电位-1.75～-1.76V，电流效率大于55％， 达到65％，实际电容量大于1285A·h/kg。