鋁合金犧牲陽極材料的研究進展

孫明先，馬力，張海兵，閆永貴，劉少通

?

鋁合金犧牲陽極材料的研究進展

孫明先，馬力，張海兵，閆永貴，劉少通

（中國船舶重工集團公司第七二五研究所 海洋腐蝕與防護國防科技重點實驗室，山東 青島 266237）

論述了鋁合金犧牲陽極材料的發展歷程，闡述了適用于不用環境的鋁合金犧牲陽極研發情況，綜述了鋁合金犧牲陽極的幾種活化溶解理論，對影響陽極電化學性能的因素進行了探討，分析了鋁合金犧牲陽極材料技術目前存在的問題，并展望了鋁合金犧牲陽極未來的發展方向。常規海水環境的犧牲陽極材料已發展得較為成熟，特殊工況環境的犧牲陽極尚有待進一步開發和完善。

犧牲陽極；鋁合金；電化學性能；活化機理

海洋環境是苛刻的腐蝕環境，海洋構筑物在服役過程中不可避免會遭受海水腐蝕。腐蝕不僅會縮短海洋構筑物的服役壽命，造成顯著的經濟損失，還直接影響其安全性和可靠性，甚至引發突發性事故，導致人員傷亡，威脅環境和生態。犧牲陽極陰極保護法是海洋構筑物常用的腐蝕防護方法，具有簡單可靠、成本低、免維護等優點，其保護效果和犧牲陽極材料密切相關。

目前發展較為成熟的犧牲陽極材料主要分為四大類，包括鎂合金、鋅合金、鋁合金及鐵合金。上述不同材料的陽極適用于不同的服役環境，其中鎂合金陽極主要應用于土壤和淡水環境，鋅合金陽極和鋁合金陽極應用于海水環境，鐵合金陽極主要是針對銅合金海水管路的防腐需求研發的，目前已廣泛應用于海軍艦船海水管路系統的腐蝕防護中。鋁陽極由于密度低、電容量大、原料易得等優勢，在海洋構筑物的防腐領域得到廣泛應用，取得了良好的保護效果。

目前海洋開發事業發展迅速，我國已建成和正在興建的海上平臺、港工碼頭、海底管道等基礎設施眾多，這些設施常采用鋁合金犧牲陽極進行腐蝕控制，年需求量巨大。如海上平臺導管架橋墩保護用的陽極質量達500 kg/支，一座平臺用量可達500多支，需要量近300 t。海上大橋的鋼樁陰極保護所需鋁合金犧牲陽極數量也非?？捎^，如東海大橋使用的陽極達2000多支，質量達幾千噸。我國每年出口的陽極數量近萬噸，按2.5萬元/t計，可獲得上億的產值。因此，鋁合金犧牲陽極具有極大的市場需求。近年來，隨著深海資源的開發和北極航道的開通，以及海洋工程裝備輕量化的發展，對犧牲陽極材料提出了新的要求。文中概述了鋁合金犧牲陽極材料的發展過程，綜述了鋁陽極的活化溶解機理，并分析了影響陽極工作性能的合金成分及雜質元素，指出了鋁合金犧牲陽極材料技術目前存在的問題，以期為鋁合金犧牲陽極材料的發展提供參考。

1 鋁合金犧牲陽極材料的發展

純鋁因表面易產生致密的氧化膜而使得其電極電位較正，不能作為犧牲陽極材料使用[1]。需要通過添加微量元素進行合金化，限制或阻止鋁表面形成連續致密的氧化膜，使得鋁合金持續活化溶解，實現對被保護結構的保護作用[2-3]。20世紀60年代，J.T.Reding等系統研究了元素周期表中大部分元素對鋁合金電極電位的影響[4]，為鋁陽極后續開發工作提供了重要的基礎數據。

鋁合金犧牲陽極由基本的二元合金開始發展，但由于二元合金電流效率偏低，不能滿足實際應用的需要，于是在鋁合金中再加入Hg，In，Sn，Mg等元素提升其組分數量，通過其結構和性質的改變使陽極的性能持續獲得改進和提升。由此開發出多種新型材料，其中電位能夠穩定處于工作要求區間且具有高電流效率的有Al-Zn-Hg，Al-Zn-Sn，Al-Zn-In系合金。Al-Zn-Hg系陽極電流效率高，溶解均勻，但因環保問題，該系陽極已被大多數國家和組織禁止使用[5]。Al-Zn-Sn系陽極長期工作性能不佳，且須進行熱處理，使得熔煉成本升高，因此也逐漸被淘汰。目前海洋環境應用最為廣泛的是Al-Zn-In系合金陽極[6-9]。為了進一步提升陽極性能，在Al-Zn-In合金的基礎上，不斷調整合金元素的種類以及添加比例，形成了一系列的犧牲陽極材料。鋁陽極的發展大致經歷了三個階段，由常規鋁陽極到高效鋁陽極，再到近期針對特殊工作環境而研發的新型犧牲陽極。

常規鋁陽極是指電容量≥2400 A·h/kg的陽極材料，主要有Al-Zn-In，Al-Zn-In-Cd，Al-Zn-In-Si，Al-Zn-In-Sn，Al-Zn-In-Sn-Mg等[10-13]。為更好地優化陽極性能，獲得更長的服役期限，在原有基礎上研發了電容量提升至超過2600 A·h/kg的高效鋁陽極，目前已發展有Al-Zn-In-Mg-Ti，Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn等。上述陽極在全浸海水環境中均表現出極佳的工作性能。含Cd陽極因環保問題已基本被淘汰，含Sn陽極通常需要進行熱處理，應用也相對較少。Al-Zn-In-Si陽極適合工作于海泥環境，主要針對海底管線的腐蝕防護。海洋工程中應用最為廣泛的則是Al-Zn-In系陽極和Al-Zn-In-Mg-Ti高效陽極。

近年來，主要是針對干濕交替環境、深海環境、淡海水環境等特殊環境，或對易氫脆等有特殊需求的材料發展了一系列特種陽極。

1）干濕交替環境高活化犧牲陽極。干濕交替環境主要指潛艇上層建筑或位于海洋潮汐帶的鋼構件等，因服役需求或潮位漲落而處于干濕交替的狀態，結構表面因介質鹽濃度的增加以及溶解氧的充分擴散腐蝕更為苛刻。常規陽極在這種干濕交替環境中，腐蝕產物不容易脫落，而是結殼粘附于表面，阻礙了陽極繼續活化溶解，致使陽極提前失效。為解決上述問題，中國船舶重工集團公司第七二五研究所通過加入Mg，Ga，Mn等活化元素，開發了高活化犧牲陽極材料[14-16]，目前已形成企業標準。該陽極在干濕交替條件下表現出良好的活化性能，從干態浸入水中后，可快速活化溶解，在1:1的干濕交替條件下工作電位為-1.10 V，電流效率大于85%，腐蝕產物易脫落，目前已在我海軍艦船中得到了廣泛應用。

2）淡海水環境高負電位犧牲陽極。淡海水主要是指江河入海口附近電阻較高的環境，因其氯離子含量低，要求陽極活性較強。通過添加Zn，In，Sn，Mn，Bi等合金元素，研制了高負電位鋁合金犧牲陽極。該陽極工作電位負于-1.40 V(vs.SCE)，實際電容量≥2175 A·h/kg，表面活性高，溶解均勻，可用于江河入?？诘母酃ぴO施的腐蝕防護[17-18]。

3）深海犧牲陽極。深海具有高壓、低溫、低溶解氧等特點，材料腐蝕行為與水面環境不同。常規的犧牲陽極在深海環境中局部腐蝕溶解嚴重，電流效率大幅度降低，無法對深海設施提供持續有效保護[19]。針對深海環境特點，在Al-Zn-In三元合金的基礎上，通過添加Mg，Ti，Ga，Mn等合金元素，利用合金元素間的復合活化作用，獲得其在深海中的高活化性能，研制出深海鋁合金犧牲陽極材料[20]。該陽極在模擬600 m深海環境中的工作電位為-1.05~-1.15 V，電流效率大于90%，溶解性能良好，可用于深海環境各類金屬構件的腐蝕防護[21]。

4）低電位犧牲陽極。在鋁合金犧牲陽極的發展歷程中，無論是從陽極成分上還是熱處理工藝上，人們一直在致力于開發開路電位和工作電位均比較負（負于-1.05 V），電流效率高的鋁合金犧牲陽極。直到20世紀80年代，美國海軍實驗室證實UNS G43406高強鋼失效是由陰極保護引起的氫脆造成的，由此引發了人們對傳統犧牲陽極材料可能導致高強鋼氫脆這一問題的重視，進而推動了低驅動電位犧牲陽極的開發。1996年，美法海軍率先開展研究，以Ga為活化元素開發了AG系列的低驅動電位犧牲陽極，工作電位為-700~-870 mV。2002年，美國海軍試驗室對該陽極進行了長時間的實海性能研究。盡管其保護電位能夠滿足高強鋼的防護需求，但無法有效溶解，局部腐蝕溶解嚴重。中國船舶重工集團公司第七二五研究所在Al-Ga二元合金的基礎上，通過引入硅和鋅，改善了犧牲陽極的溶解能力，開發出電位處于要求范圍、溶解相對均勻、電流效率高的低電位犧牲陽極材料，已在高強鋼、不銹鋼及鈦合金等氫脆敏感材料的腐蝕防護中得到應用[22-23]。

2 鋁合金犧牲陽極活化機理

為獲得性能優異的鋁合金犧牲陽極材料，自鋁合金犧牲陽極誕生之日起，人們就在致力于探清鋁合金犧牲陽極的活化溶解機理。因此在研究合金元素對鋁的活化作用的基礎上，形成了不同的理論，可分別解釋不同元素的活化作用機理，但至今未有統一定論，主要有以下幾種理論。

1）溶解-再沉積機理。該理論是在研究Al-Zn-Hg 系合金溶解過程中，利用電化學方法和顯微組織觀察，得出的被較為普遍接受的活化理論[24]?；罨^程分以下三步。

第一步：鋁及固溶體中的其他金屬組分被氧化生成陽離子（M代表Zn， Sn， Ga， In， Hg等元素），Al(M)→Al3++ M++(+3)e。

第二步：合金金屬離子電勢比鋁高，因而發生離子交換反應：3M++Al→Al3++3M。

第三步：陰極性陽離子M+回沉，鋁氧化膜部分脫落，合金電位負移，陽極溶解得以繼續進行（與第二步同時進行）。

這種理論能夠較好地解釋為何腐蝕從活化點開始擴展。該理論認為只有固溶于鋁基體的合金元素才能起到活化作用。另外，該機理是一種自催化機理，無法有效說明導致鋁陽極電流效率降低的因素。

2）第二相優先脫落。對Al-Zn-In陽極進行電子探針觀察，發現摻雜有In，Si，Fe，Cu的第二相分布于合金結構中。溶解過程中，該相因活性最強而優先溶解，此時鋁基體暴露于介質中，與表層氧化膜組成電位差較大的局部陰陽極，導致鋁元素氧化脫落。當鋁與外界直接接觸后，取代富銦相成為陽極相，之前溶解的In3+被還原回到合金表面。這一過程導致基體大量溶解，其中包含的部分富銦相未發生電子交換就耗散到環境中，造成電流效率降低[14]。

3）非常價態機理。非常價態理論即分步溶解理論，Al的穩定價態為+3價，溶解過程中，3個活潑電子很難同時脫離，而是分步失去的，可能首先失去最活潑的一個電子，然后再失去兩個。該理論還有待后續研究來完善發展[25]。

4）表觀固溶度機理。該理論是基于合金元素In 與雜質元素相互作用的基礎上提出的，其前提是合金中含有雜質。研究者認為合金元素的表觀固溶度就是合金元素含量加上與雜質作用的量，當合金元素含量小于它的表觀固溶度時，回沉的合金元素量不足以抵消回沉的雜質影響，故電位不夠負。當合金元素量在表觀固溶度以上時，情況則相反。

5）表面自由能理論。該理論認為，合金的表面自由能越低，內部金屬與表面氧化膜的作用力越小，因此也就越有利于合金的均勻溶解。印度學者通過對采用In，Sn 活化的鋁合金陽極的電化學性能與其表面自由能之間的關系開展研究，提出并驗證了表面自由能理論[26]。

3 鋁合金犧牲陽極性能影響因素

由于純鋁的鈍化性，需要引入其他微量元素，才能破壞其鈍化膜的連續性，使其可以持續溶解，從而發揮犧牲陽極的功效。影響陽極性能的因素主要是化學成分，熱處理工藝也有一定影響。常用的活化元素有Zn，In，Sn，Cd，Si，Mg等，不同的活化元素對鋁所起的活化作用不盡相同。

3.1 合金元素

1）Zn 是制備鋁合金犧牲陽極的最主要合金組分，它可使鋁陽極易合金化，增加各組分的均勻程度，腐蝕產物易脫落，使合金電位降低0.1~0.3 V。Zn的存在促進了ZnAlO4的產生，增加了氧化膜的缺陷，并可和其他合金元素共同作用，降低氧化膜的穩定性。

2）In 可改善鋁的活性，使其電位負移，使合金電位降低0.4 V左右。原因是組分中的In可改變表面吸附Cl-的電位，使得Cl-更容易吸附在陽極表面，破壞表面鈍化膜。In的添加比例需要控制在0.02%~0.03%。In含量過低不能充分起到活化作用，過高則會形成偏析相，加劇陽極的自腐蝕，降低電流效率。

3）Sn可降低鋁表面鈍化膜電阻，使鋁表面鈍化膜產生孔隙，破壞其連續致密性[27]。單獨添加Sn的合金的腐蝕產物不易脫落，導致溶解不均勻。因此，Sn一般作為Al-Zn-In的第四組元加入，和Zn，In具有協同效應，可與In形成固溶體，使得鋁合金晶粒細化，減少晶間偏析相，提高Al-Zn-In-Sn合金活化性能的穩定性，陽極溶解更均勻。含Sn的陽極熔煉工藝較為復雜，需進行均質化熱處理，以彌補Fe雜質帶來的不利影響，造成生產成本提高。

4）Mg可以改變合金的微觀結構，從而改善陽極的電化學性能，使溶解更加均勻，并提升極化能力。Mg在Al中除少量以固溶形式存在外，多表現為化合物狀態，例如Al2Mg3Zn3，MgZn2等。它們相對基體電位較負，易成為點蝕核誘發點蝕。過量的Mg易與Al 反應生成陽極性中間產物Mg2Al3，破壞晶格結構導致晶間腐蝕，使得陽極電流效率降低。另外，過量的Mg也會導致陽極的鑄造性能降低。

5）Ti具有細化晶粒的作用，添加Ti后，可迅速和Al形成高熔點的TiAl3，在合金的冷卻過程中，作為晶核起到組織細化的作用。Ti引起的組織細化還可以防止鑄造過程中產生熱裂，并可使得合金內部晶間腐蝕程度降低。在 Al-Zn-In-Mg-Ti中，基體組織為α-Al，第二相于晶界間分散。少量Ti能促使Zn均勻分布，減少活化元素鋅、銦偏析，改善陽極溶解狀況，在與Mg共同工作的情況下，電流效率也較高。

6）Ga 和 Al，In 屬同一主族的金屬元素，其作用在近年來得到了廣泛的研究[28-32]。Ga的添加量在0.1%（質量分數）時，可使Al的電極電位負移100 mV左右，是用于研制低電位犧牲陽極的理想合金元素，但同時添加Zn，Ga使電位負移的效果低于單獨添加 Ga。

7）加入少量的 Mn可與雜質元素反應，令其失去化學活性，降低鋁錠中雜質Fe對陽極溶解性能的有害作用。

3.2 雜質元素

除合金元素外，鋁錠中的雜質也是影響陽極性能的因素之一，常見的雜質有Fe，Cu，Si。Fe是鋁陽極中的主要雜質元素，Fe和Si少量存在時（Si的質量分數在0.041%~0.212%），可減小陽極局部腐蝕傾向，但過量時則增加陽極局部腐蝕傾向，使得陽極效率降低，溶解形貌變差。Cu是有害元素，少量的Cu就會造成陽極發生點蝕，降低陽極的溶解性能，且使得腐蝕產物不易脫落。因此，在熔煉陽極時需考慮鋁錠原材料的雜質情況。

3.3 熔煉工藝

由于熱處理工藝影響元素的分布、金相結構等，因此熱處理工藝對其性能也有重要的影響。熱處理可以使陽極性能優化，還可減少雜質元素對陽極性能的影響。通過適當的熱處理方式可以使陽極微觀組織更均勻，從而提高其電化學性能[26]。針對熱處理對于陽極性能的影響研究，多是針對含Sn和Mg的陽極配方。通過均勻化熱處理，使得大多數合金元素固溶到基體中，減少偏析相，分布更均勻，從而達到改善陽極溶解性能提高電流效率的目的。由于熱處理工藝成本較高，從生產應用的角度，應設法避免熱處理步驟。

4 當前存在問題分析

鋁合金犧牲陽極經過多年的發展，已經形成了較為完善的材料體系，但隨著材料技術的發展和海洋工程裝備的發展，尚存在以下方面的問題有待解決。

1）原材料的變化引起陽極性能下降。隨著鋁熔煉技術的發展，以及我國關于鋁錠原材料標準規定的變化，熔煉鋁合金犧牲陽極原材料的雜質含量特點發生了變化，導致在實際生產中出現陽極成分合格，但電化學性能不滿足標準規定的現象。主要表現為：按照標準成分生產的陽極，電化學性能不能滿足標準要求，具體表現為電容量低，溶解形貌不均勻；有時陽極成分不符合標準規定，電化學性能反而可滿足要求。按規定陽極成分和電化學性能有一項不合格，均應按不合格產品處理，應予以材料報廢，導致巨大的經濟損失和極大的資源浪費。鋁合金犧牲陽極中的微量元素成分與鋁錠原材料的雜質元素含量往往在一個數量級，而且高效鋁合金犧牲陽極中，微量元素種類較多，與雜質元素的作用較為復雜，導致有些微量元素的作用失效，使得犧牲陽極的效率降低。因此，須對原材料變化導致的犧牲陽極性能變化進行深入的研究，掌握其影響規律，針對原材料的特點，研制出新型高效鋁合金犧牲陽極材料。

2）特殊環境中應用的陽極材料性能仍需改善。隨著深海武器裝備以及新材料的發展，對陽極材料提出了新的要求。如潛艇上浮下潛要求陽極在水面、深海以及深淺海交變環境均具有優異的性能。北極航道的開通，要求陽極在低溫海水環境中具有良好的活化性能，且能夠經受浮冰的沖擊摩擦。另外，港口環境存在污染物增多、有淡水注入等特點，也需服役于其中的犧牲陽極具有相應的環境適應性。現有犧牲陽極材料在上述工況環境中的性能不理想[33]。

3）犧牲陽極熔煉工藝水平有待提高。我國犧牲陽極材料熔煉水平整體不高，存在大量的作坊式生產，熔煉工藝標準化程度差，陽極產品性能不穩定。一方面，合金元素含量極低，且部分元素熔點低，添加過程中可能發生燒損，導致成分控制精度差；另一方面，澆鑄大塊陽極時容易產生氣孔，導致陽極不合格，廢品率提高。因此，須進一步提高生產工藝水平，降低能耗，提高陽極質量，占領國際高端市場[34]。

5 結語

鋁合金犧牲陽極材料經過多年的發展，已形成一系列的產品，并在海洋工程裝備的腐蝕防護中得到了廣泛應用，取得了良好的保護效果。隨著海洋工程的發展，對鋁合金犧牲陽極的性能不斷提出新的需求，鋁合金犧牲陽極的發展趨勢如下：高性能、綠色環保、低成本是鋁合金犧牲陽極材料的總體發展方向；海洋構筑物陰極保護用犧牲陽極材料體系不斷發展和完善，以滿足不同工況環境、不同被保護材料的腐蝕防護需求；進一步探清雜質元素對陽極性能的影響及相應的控制方法，并改善陽極生產工藝，提高陽極生產質量；犧牲陽極的相關標準也將不斷修訂，以適應材料技術發展的需求，提高鋁合金犧牲陽極材料標準化水平。

[1] BRESLIN C B. Influence of Impurity Elements on Electrochemical Activity of Aluminum Activated by Indium[J]. Corrosion, 1993(11): 395-402.

[2] 齊公臺, 郭稚弧, 屈鈞娥. 合金元素Mg 對含RE 鋁陽極組織與性能的影響[J]. 中國腐蝕與防護學報, 2001(4): 220-224.

[3] KESSLER R J, POWERS R G, LASAL R. Sacrificial Anode Protection of an Underground Steel Reinforced Concrete Structure[J]. Mater Perform, 1998 (3): 10-17.

[4] REDING J T, NEWPORT J J. The Influence of Alloying Elements on Aluminum Anodes in Sea Water[J]. Mater Protect, 1966, 5(12): 15-18.

[5] 郭煒, 文九巴, 馬景靈, 等. 鋁合金犧牲陽極材料的研究現狀[J]. 腐蝕與防護, 2008, 29(8): 495-498.

[6] 劉學慶, 張經磊, 侯保榮. 海洋工程用鋁基犧牲陽極發展概況[J]. 海洋科學, 2000, 24(8): 38-41.

[7] MU?OZ A G, SAIDMAN S B, BESSONE J B. Corrosion of an Al-Zn-In Alloy in Chloride Media[J]. Corrosion Science, 2002, 44(10): 2171-2182.

[8] 郭忠誠, 宋曰海, 耿衛東. 鋁-鋅-銦系列高性能犧牲陽極材料的研究[J]. 機械工程材料, 2005(2): 38-41.

[9] SAKANO T, TODA K, HANADA M. Tests on the Effects of Indium for High Performance Aluminum Anodes[J]. Mater Protect, 1966, 5(12): 45-50.

[10] 馬麗杰, 宋曰海, 郭忠誠, 等. Al-Zn-In-Cd 犧牲陽極材料的電化學性能研究[J]. 材料開發與應用, 2004, 19(1): 32-34.

[11] 安曉雯, 袁傳軍, 王慧瑩. Al-Zn-In-Si-Mg合金活性溶解的臨界氯離子濃度研究[J]. 大連民族大學學報, 2005, 7(3): 66-68.

[12] 白蕓. Al-Zn-In-Si-Mg系合金犧牲陽極的金相學研究[J]. 鞍山師范學院學報, 1999(3): 94-98.

[13] SHAYEB H A, WAHAB F M A, ABEDIN S Z. Role of Indium Ions on the Activation of Aluminum[J]. Journal of Applied Electrochemistry, 1999, 29(5): 601-609.

[14] 馬燕燕. 犧牲陽極在海水干濕交替條件下的電化學性能研究[D]. 青島: 中國海洋大學, 2006.

[15] 方志剛, 劉斌, 王濤. 干濕交替條件下犧牲陽極再活化性能試驗[J]. 艦船科學技術, 2013, 35(1): 65-69.

[16] 黃振風, 郭建章, 劉廣義, 等. 海水干濕交替環境對鋁合金犧牲陽極性能的影響[J]. 腐蝕與防護, 2016, 37(2): 160-164.

[17] 于輝, 錢建華, 吳建華. 自來水和淡海水介質中高活化鋁合金犧牲陽極的電化學性能[J]. 材料開發與應用, 2000, 15(1): 17-20.

[18] 戴明安. 一種電熱水器用鋁鋅系合金犧牲陽極: 中國, 2009101509342[P]. 2009-06-20.

[19] 張海兵, 馬力, 李威力, 等. 深海犧牲陽極模擬環境電化學性能研究[J]. 材料開發與應用, 2015, 30(5): 63-67.

[20] 邢少華, 李焰, 馬力, 等. 深海工程裝備陰極保護技術進展[J]. 裝備環境工程, 2015, 12(2): 49-53.

[21] LI W L, YAN Y G, CHEN G, et al. The Development of a New Type Aluminum Anode for Deepwater Cathodic Protection[J]. Advanced Materials Research, 2011, 317- 319(12): 189-193.

[22] 馬力, 李威力, 曾紅杰, 等. 低驅動電位 Al-Ga 合金犧牲陽極及其活化機制[J]. 中國腐蝕與防護學報, 2010, 30(4): 329-332.

[23] 馬力, 曲本文, 閆永貴, 等. 低驅動電位鋁合金犧牲陽極的研制[J]. 材料開發與應用, 2014, 29(3): 61-65.

[24] REBOUL M C, DELATTE M C. Activation Mechanism for Sacrificial Al-Zn-Hg Anodes[J]. Materials Performance, 1980, 19(5): 35-40.

[25] DESPI? A R, DRA?I? D M, PURENOVI? M M, et al. Electrochemical Properties of Aluminum Alloys Containing Indium, Gallium and Thallium[J]. Journal of Applied Electrochemistry, 1976, 6(6): 527-542.

[26] GURRAPPA I. The Surface Free Energy and Anode Efficiency of Aluminum Alloys[J]. Corrosion Prevention & Control, 1993: 111-114.

[27] 林順巖, 王彬. 高性能鋁合金陽極材料的研究與開發[J]. 鋁加工, 2002, 25(2):6-9.

[28] ARAGON E, CAZENAVE-VERGEZ L, LANZA E, et al. Influence of Alloying Elements on Electrochemical Behavior of Ternary Al-Zn-Ga alloys for Sacrificial Anodes [J]. British Corrosion Journal, 1997, 32(4): 263-268.

[29] ARAGON E, CAZENAVE-VERGEZ L, LANZA E, et al. Electrochemical Behavior of Binary Al-Ga and Ternary Al-Zn-Ga Alloys as Function of Thermodynamic Properties[J]. British Corrosion Journal, 1997, 32(2): 121-126.

[30] BRESLIN C B, CARROLL W M. The Electrochemical Behavior of Aluminum Activated by Gallium in Aqueous Electrolytes[J]. Corrosion Science, 1992, 33(11): 1735- 1746.

[31] 袁傳軍, 梁成浩, 安曉雯. Ga對Al-Zn-In合金犧牲陽極電化學性能影響[J]. 大連理工大學學報, 2004, 44(4): 502-505.

[32] 張信義, 王元璽, 火時中. Al-Zn-Mg-In-Ga-Ca合金犧牲陽極電化學性能的研究[J]. 腐蝕科學與防護技術, 1995, 7(1): 53-57.

[33] 許立坤, 馬力, 邢少華, 等. 海洋工程陰極保護技術發展評述[J]. 中國材料進展, 2014, 33(2):106-113.

[34] 陳光章, 閆永貴, 馬力. 我國犧牲陽極陰極保護現狀[C]// 中國科協年會論文集. 福州: 中國科學技術協會, 2010.

Research Progress in Aluminum Alloy Sacrificial Anode Materials

SUN Ming-xianMA LiZHANG Hai-bingYAN Yong-guiLIU Shao-tong

(State Key Laboratory for Marine Corrision and Protection, Luoyang Ship Material Research Institute, Qingdao 266237, China)

The development history of the aluminum alloy sacrificial anode materials was discussed. This critical review outlined the research development of the aluminum alloy sacrificial anodes utilized in different environments, and reviewed the mechanism of their activation dissolution, and analyzed factor affecting electrochemical property of anode. The existing problems of aluminum alloy sacrificial anode technique were pointed out. And the trend of development of the aluminum alloy sacrificial anode materials was discussed. The anode materials under ordinary sea water conditions is highly developed while those under special working situations still require further development and improvement.

sacrificial anode; aluminum alloy; electrochemical property; activation mechanism

TJ04

A

1672-9242(2018)03-0009-05

10.7643/ issn.1672-9242.2018.03.002

2017-10-14；

2017-12-14

工信部高技術船舶科研項目（浮式保障平臺工程（二期））

孫明先（1964—），男，山東煙臺人，研究員，主要研究方向為海洋腐蝕與防護。