[发明专利]一种含Yb阳极镁合金及其制备方法与应用

说明书

本发明属于镁基牺牲阳极技术领域，具体涉及一种含Yb阳极镁合金及其制备方法与应用。所述的含Yb阳极镁合金由如下按质量百分比计的组分组成：3.3～3.5％Al，0.5～0.7％Zn，0.3～0.5％Yb，余量为Mg。该含Yb阳极镁合金通过感应炉熔炼、金属型铸造制得。本发明通过加入稀土元素Yb细化晶粒和改善组织，具有制备工艺简单和溶解消耗均匀等特点，适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下钢制零部件的阴极保护，有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于镁基牺牲阳极技术领域，具体涉及一种含Yb阳极镁合金及其制备方法与应用。

背景技术

采用牺牲阳极进行电化学保护是一种重要的金属材料腐蚀防护方法，可以有效降低金属材料腐蚀带来的巨大经济损失。金属镁具有较负的电极电位-2.37V(vsSHE)，负于铝的-2.31V和Zn-1.25V，因此，当使用镁及镁合金作为电源的阳极材料使用时，较负的电极电位可以为阳极的放电提供较大的驱动力，从而提供较大的放电电流。金属镁拥有较大的电容量，理论电容量为2205A.h/kg，更值得一提的是，金属镁的密度小，因此其拥有较大的质量能量密度，适合作为阳极材料放电使用。

镁合金常被用作牺牲阳极材料，对重要设备装置的阴极材料进行腐蚀防护，以延长阴极材料的使用寿命。但是，由于成分设计和制备工艺上的原因，普通镁合金阳极材料(如AZ31等)往往晶粒粗大，组织不均匀，且铝与镁形成网状Mg₁₇Al₁₂相，容易与镁基体形成微电池，使阳极材料的消耗不均匀，影响阳极材料的使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种含Yb阳极镁合金，该镁合金包含金属镱，为腐蚀防护用镁合金，在腐蚀环境中消耗均匀，适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下钢制零部件的阴极保护。

本发明的另一目的在于提供上述含Yb阳极镁合金的制备方法，该制备方法工艺简单、成本低。

本发明的再一目的在于提供上述含Yb阳极镁合金的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种含Yb阳极镁合金，由如下按质量百分比计的组分组成：

3.3～3.5％Al，0.5～0.7％Zn，0.3～0.5％Yb，余量为Mg；

所述的含Yb阳极镁合金，由如下按质量百分比计的组分组成：

3.5％Al，0.5％Zn，0.5％Yb，余量为Mg；

所述的含Yb阳极镁合金的制备方法，包含如下步骤：

将含Yb阳极镁合金各原料组分纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)和镁-镱(Mg-Yb)中间合金混合，熔炼铸造，得到含Yb阳极镁合金；

所述的原料组分的纯度优选为99.8％以上；

所述的熔炼铸造的条件优选为：在CO₂+SF₆气体保护下熔炼，原料组分熔化后待镁合金液升温至700～720℃；

时，浇入钢制模具中，得到含Yb阳极镁合金；

所述的熔炼铸造优选在坩埚和感应炉中进行；

所述的坩埚优选为刚玉坩埚；

所述的镁合金液优选升温至710℃；

所述的含Yb阳极镁合金在镁基牺牲阳极制备领域中的应用；

本发明的原理：

本发明提供的含Yb阳极镁合金组分为Mg-Al-Zn-Yb。其中，各组分作用如下：