發(fā)布時間：2017-06-23 12:17

  本文關(guān)鍵詞：AZ31B鎂合金在復(fù)合電解液中的電化學(xué)行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂是活潑輕金屬,具有無毒、無污染、來源廣等諸多特點(diǎn),作為電極材料具有理論容量高、放電電位平穩(wěn)、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn),使得鎂金屬材料在電池領(lǐng)域應(yīng)用中具有非常大的潛力。但鎂電極材料在水溶液中易發(fā)生自腐蝕和負(fù)差異效應(yīng),以及電極放電時產(chǎn)生的滯后現(xiàn)象,使其無法達(dá)到實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn),這制約著鎂電池在市場中的廣泛應(yīng)用。為解決鎂電池上述問題,目前主要研究的兩個方向是改變電極材料和電解液成分,但對電解液的研究大都集中在單組份電解液,對AZ系列鎂合金電極材料在復(fù)合電解液中的電化學(xué)行為研究則鮮有報(bào)道,因此,本論文重點(diǎn)研究復(fù)合電解液及添加劑對鎂負(fù)極的電化學(xué)行為影響。論文首先對比鎂合金負(fù)極在單組分電解液和二組分復(fù)合電解液的中電化學(xué)行為進(jìn)行研究,尋找具有最優(yōu)電化學(xué)性能的復(fù)合電解液。利用開路電位測試、線性電位掃描、交流阻抗測試、Tafel極化曲線、恒流放電測試、失重法、掃描電鏡等方法對鎂電極在復(fù)合電解液中電化學(xué)性能進(jìn)行了研究,考察了鎂電極在復(fù)合電解液中的電化學(xué)行為以及不同浸泡時間對鎂合金表面膜層形貌的影響。得到以下結(jié)果:AZ31B鎂合金在MgSO_4-Mg(NO_3)_2復(fù)合電解液中,隨著MgSO_4的濃度增加,開路電位負(fù)移,摩爾比為0.7:9.3復(fù)合電解液中的活化電位最負(fù),極化程度最低,因此選用該摩爾比的復(fù)合電解液作為基礎(chǔ)電解液,研究在復(fù)合電解液中添加不同添加劑對AZ31B鎂負(fù)極放電性能的影響。當(dāng)NaF的濃度為30mmol/L,腐蝕速率降低4.8倍,放電電位負(fù)移190mV,滯后時間縮短至0.72s,鎂負(fù)極的放電性能和耐蝕性都有明顯的提高。當(dāng)六偏磷酸鈉的濃度為30mmol/L時腐蝕電流密度減少,具有緩蝕作用,且當(dāng)濃度為0.1mol/L時,放電電位最負(fù)為-1.70V,電位降和滯后時間最小。當(dāng)十二烷基苯磺酸鈉濃度為0.05mmol/L時腐蝕電流密度增大,濃度增大至0.15mmol/L時腐蝕電流密度減少,對電極緩蝕作用呈現(xiàn)反復(fù)變化的作用。添加劑NaHCO_3在單一MgSO_4溶液中的緩蝕作用效果不佳,在復(fù)合電解液中的緩蝕作用有明顯提高,且當(dāng)濃度為20mmol/L時腐蝕電流密度最小,縮小5倍至0.47×10~(-5)·A·cm~(-2),滯后時間縮短至0.7s內(nèi)。論文最后討論了二元復(fù)合添加劑對電極的電化學(xué)性能影響,結(jié)果表明:NaF-NaHCO_3復(fù)配的二元復(fù)合添加劑使得鎂負(fù)極的活化電位最正,鈍化范圍擴(kuò)大,極化電流減少,相對于二者單獨(dú)添加時阻抗值都大,可以作為理想的二元復(fù)合緩蝕劑;NaF-SHMP復(fù)合添加劑的放電曲線放電電位最負(fù),電位降最低,且滯后時間也較短,鎂電極的放電性能得到明顯提升。
【關(guān)鍵詞】：AZ31B鎂合金 復(fù)合電解液 復(fù)合添加劑 電化學(xué)行為
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22;O646
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 鎂及鎂合金9-10
• 1.3 鎂合金腐蝕與研究現(xiàn)狀10-13
• 1.4 鎂電池電解液的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.5 鎂電池電壓滯后的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 論文的研究內(nèi)容與研究方法16-18
• 2 實(shí)驗(yàn)部分18-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器18-19
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑18
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器18-19
• 2.2 工作電極的制備19
• 2.3 測試方法19-24
• 2.3.1 開路電位20
• 2.3.2 線性電位掃描20-21
• 2.3.3 Tafel曲線測試21
• 2.3.4 恒電流放電21-22
• 2.3.5 交流阻抗測試22-23
• 2.3.6 掃描電鏡觀察23-24
• 3 結(jié)果與討論24-55
• 3.1 AZ31B鎂合金在復(fù)合電解液中的電化學(xué)行為24-29
• 3.1.1 極化特性24-25
• 3.1.2 交流阻抗特性25-28
• 3.1.3 表面形貌28-29
• 3.2 復(fù)合電解液中添加劑的影響29-51
• 3.2.1 添加NaF對AZ31B鎂合金電化學(xué)行為的影響29-34
• 3.2.2 添加六偏磷酸鈉對AZ31B鎂合金電化學(xué)行為的影響34-39
• 3.2.3 添加十二烷基苯磺酸鈉對AZ31B鎂合金電化學(xué)行為的影響39-44
• 3.2.4 NaHCO_3的添加對AZ31B鎂合金電化學(xué)行為的影響44-51
• 3.3 二元復(fù)合添加劑對AZ31B鎂合金電化學(xué)行為的影響51-55
• 3.3.1 極化特性51-52
• 3.3.2 電壓滯后52-53
• 3.3.3 交流阻抗53-55
• 4 結(jié)論與展望55-57
• 4.1 主要結(jié)論55
• 4.2 展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 附錄63
• A 作者在攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的文章目錄63
• B 作者在攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)和參與的科研項(xiàng)目63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 熊媛媛;張婭;胡少峰;陳秋榮;謝有桃;;添加劑La(CH_3COO)_3和NaF對AZ31在Mg(ClO_4)_2溶液中電化學(xué)性能的影響[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);2013年03期

2 史永剛;張婭;胡少峰;陳秋榮;;AZ31作為鎂電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能[J];腐蝕與防護(hù);2012年12期

3 程毅;潘復(fù)生;朱偉;;AZ鎂合金用于干電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能研究[J];功能材料;2012年02期

4 孫雅茹;蘇曉賀;;電流密度和添加劑對鎂合金電化學(xué)磷化膜耐蝕性的影響[J];材料保護(hù);2011年11期

5 呂艷卓;徐巖;王學(xué)新;張毅;陸天虹;;Mg-8Li,Mg-8Li-0.5Ce和Mg-8Li-1Ce合金在0.7mol·L~(-1)NaCl溶液中電化學(xué)性能的研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2011年19期

6 慕偉意;李爭顯;杜繼紅;奚正平;;鎂電池的發(fā)展及應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年13期

7 周麗萍;曾小勤;常建衛(wèi);劉志;朱亞琪;姚嵩;丁文江;;AZ31與NZ30K合金作為鎂電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2011年06期

8 魯彥玲;郭毅;陳言坤;杜仕國;;AZ91D鎂合金鈰轉(zhuǎn)化膜的制備及結(jié)構(gòu)表征[J];功能材料;2011年S2期

9 田峗;楊麗景;李艷芳;衛(wèi)英慧;侯利鋒;李永剛;Ri-Ichi MURAKAMI;;壓鑄AZ91D鎂合金在不同pH值的Na_2SO_4溶液中的腐蝕行為(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年04期

10 曾小勤;丁文江;應(yīng)燕君;鄒建新;;鎂基能源材料研究進(jìn)展[J];中國材料進(jìn)展;2011年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 堯玉芬;鎂電池電解液的研究[D];重慶大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：AZ31B鎂合金在復(fù)合電解液中的電化學(xué)行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：475032