تاثير مقدار قلع و منيزيم روي ساختار و خواص الكتروشيميايي آندهاي فدا شونده Al-Zn-Mg

Effect of Mg and Sn on Microstructures and Electrochemical Properties of Al-Zn-Mg Sacrificial Anodes

آندهاي فدا شونده آلومينيمي براي حفاظت كاتدي سازه هاي دريايي به دليل وزن مخصوص كم، بازدهي جريان بالا و قيمت مناسب استفاده مي شوند. در اين تحقيق تاثير افزايش مقدار منيزيم و قلع بر روي ساختار، بازدهي جريان و خواص خوردگي آندهاي فدا شونده آلومينيم- روي –منيزيم مورد بررسي قرار گرفت. آزمايشات پولاريزاسيون، تعيين بازدهي الكتروشيميايي، متالوگرافي، پتانسيل خوردگي و ميكروسكوپ الكتروني بر روي نمونه هاي با درصد مختلف قلع و منيزيم انجام گرفت. پس از انجام آزمايشات و تحليل نتايج مشخص گرديد، كه ساختار آلياژ Al-5.3%Zn-x%Mg شامل دندريت هاي α-Al و يوتكتيك بين دندريتي τ+α ميباشد و هر چقدر پيوستگي و مقدار رسوبات يوتكتيك بين دندريتي كمتر باشد، شكست فيلم محافظ آسانتر و بازدهي الكتروشيميايي آند افزايش مي يابد. با افزايش مقدار منيزيم و قلع بازدهي الكتروشيميايي افزايش يافته و به ترتيب به بالاتر از 78 ( 8/5 درصد منيزيم) و 87 ( 0/12 درصد قلع) درصد م يرسد. دليل افزايش بازدهي آندهاي حاوي قلع كه مجموع مقدار منيزيم و روي آنها زير يك درصد مي باشد را مي توان به توزيع يكنواخت ذارت قلع در ساختار ربط داد. اين ذرات توزيع شده در ساختار باعث ايجاد پيل گالوانيكي بين زمينه و خود شده و به خورده شدن نقاط كناري و شكست فيلم محافظ كمك كرده و در نتيجه بازدهي و جريان خروجي از آند افزايش مي يابد.

Aluminium sacrificial anodes have been widely used for cathodic protection of structures exposed to marine environments against corrosion due to high anode current capacity, low specific weight and low cost. In the present research, the effect of magnesium and tin composition on microstructure, current capacity and corrosion behaviour of Al-Zn-Mg sacrificial anodes were investigated. Potentiodynamic polarization, electrochemical efficiency assessment, metallography, corrosion potential and SEM tests were performed on samples with different magnesium and tin composition. Analysis of results showed, the microstructure observed in chill-cast ingots of Al-5.3% Zn-x %Mg consisted mainly of α-Al dendrites and the eutectic τ+α, and when continuity and the percent of interdendritic eutectic decrease, passive film breakdown more easily and electrochemical efficiency increased. With increasing Mg and Sn content the electrochemical efficiency increased and value up to 78 (8.5% Mg) and 92 %( 0.12% Sn) were obtained. High electrochemical efficiency of samples with Sn and low content of Mg and Zn attributed to fine distribution of tin globules in the matrix of anode. Galvanic cells set up between the tin globules and the aluminum matrix results in dissolution of Al or Zn or Mg in the vicinity of the tin and favoured breakdown of passive film, therefore electrochemical efficiency and current capacity of anodes increase.