论文目前进展

少XRD，无法进一步认证第二相，XRD可以直接得到具体的相

只能根据现有的SEM判断哪些地方可能出现第二相，进一步EDS根据原子比粗略判断第二相可能是什么

研究现状

目前镁空气电池研究的重点是开发高活性、低腐蚀速率的镁阳极,提高阳极利用效率和放电电压。

前沿

颗粒状的 Mg17Al12 相和细小的晶粒尺寸有利于改善 Mg-Al系合金的电化学性能，而AZ61中存在颗粒状

添加高析氢过电位的合金元素能够改善镁阳极显微组织，同时在放电过程中抑制镁阳极的析氢副反应，进而提升镁阳极材料的利用率

表征SEM及EDS

本论文采用配备能谱仪(EDS)的 MIRA3 TESCAN 型扫描电子显微镜(SEM)用来观察合金的显微组织、放电测试后腐蚀产物形貌和去除腐蚀产物后的合金表面形貌。

结合能谱仪确定合金中的第二相及镁基体中的元素分布，同时得到不同元素的原子比判断第二相的成分。

对于镁阳极材料放电后的形貌使用扫描电镜进行观察。对放电后的合金试样在 20%的铬酸酒精溶液进行超声清洗10 min 后，继续放在酒精溶液中超声清洗 5 min 确保合金表面无残留的腐蚀产物，处理后的试样密封处理避免氧化

面扫分析

AZ61-1Sn-0.5Gd：由Gd与Sn的面扫图可知Gd元素聚集区存在于第二相区域，而 Sn 元素均匀地分布于镁基体中

第二相

AZ61: α-Ｍｇ、β-Ｍg17Al12

AZ61-1Sn-0.5Gd：α-Ｍｇ、β-Ｍg17Al12,可能有Mg2Sn 、Al2Gd、Al2Gd3

理想化的是颗粒状的Mg17Al12

结果趋向

5号的活性高于4号，也就是说5号的电位更负

析氢的话算是它的副反应，所以要减小

促进自腐蚀，代表电极活性更高

电化学

开路电位OCP : 开路电位 Eocp

腐蚀电位 Ecorr

实测极化曲线是直接由电化学仪器通过施加外电流测得的腐蚀金属电极的极化曲线，它反映腐蚀金属电极的极化电位与极化电流密度的关系 实测极化曲线的起始电位是腐蚀金属电极的混合电位，即腐蚀电位。

这是因为实际的金属由于各种原因不可能绝对均匀，总是含有一定量的杂质组分和电化学性质不均匀 的区域，当腐蚀金属电极处于电解质溶液中就形成无数微观上不能分开的阳极区和阴极区构

极化曲线

在动电位极化曲线中，阴极支代表析氢反应，阳极支代表镁合金溶解反应。

通常情况下，合金的腐蚀电位越负，腐蚀电流密度越大，则合金的电化学活性越好（即曲线越靠下，电位越负；曲线越靠右，log完之后的腐蚀电流越大）

推测可能是第二相与镁基体形成腐蚀微电偶从而加速镁基体的溶解

在评价活性溶解材料的耐蚀能力时，首要的参数是腐蚀电流（icorr），腐蚀电流越小，材料的耐蚀性能越好，这是因为腐蚀电流是由材料的溶解所造成的。

综上，耐腐蚀和活性其实是相互矛盾的一组关系，也可以说是从不同角度进行评价的指标

交流阻抗

利用 Zview 和 ZsimDemo 软件进行拟合交流阻抗数据，参数拟合的误差值小于 5%。

同时获得电极表面电化学迁移的等效电路图，进而拟合获得等效电路中各电路元件参数。

原理

原理图如下：

情况一——高频+低频

高频区容抗弧半径代表Rct，即电荷转移电阻的大小，故小点好，也就是说高频区半径小了好

文献剖析

活性提高机理解释：

从表中可以看出加入 In 元素后，Rct 减少的最大值为 43.93 Ω·cm2，

表明在实验过程中，In 元素的加入有利于破坏镁合金表面腐蚀产物形成的钝化层，使得 Mg2+离子容易通过电极表面进入 NaCl 溶液中。

RL和 L 的数值（这段应该是低频感抗弧，就是最后一段的小弯的半径）越大表示在镁合金表面所形成的腐蚀产物层越致密，从而能够起到隔离镁合金与电解质接触的作用。（提高耐腐蚀性）

AI0.5 合金的 Rct 和 Rp 数值比 A9 合金分别减少 25.26 Ω·cm2 和 29.37 Ω·cm2。因此 AI0.5 合金在三者合金中具有高电化学活性的同时保持良好耐腐蚀性。

Rs：溶液电阻；Rct：电荷转移电阻

常相量元件CPE

情况二——高频＋中频

文献剖析：

放电性能

通常情况下，低电流密度恒电流放电测试用于评价镁合金在低电流长时间下的放电性能，而高电流密度恒电流放电测试用于评价镁合金在高能量系统中的放电性能

（参考文献：Øistein Hasvold, Lian T, Haakaas E, et al. CLIPPER: A long-range, autonomous underwater vehicle using magnesium fuel and oxygen from the sea[J]. Journal of Power Sources, 2004, 136(2): 232-239.）

在放电过程中的活化初始阶段，合金的放电电位迅速增加，随着反应时间的延长，

曲线均达到稳定的状态，原因在于镁合金表面的腐蚀产物的生成与脱附达到动态平衡状态。

放电后产物和形貌分析

致密的放电产物能够隔绝电解液与基体的接触，使得合金表面的反应面积减小，而较多的裂纹数量能够使得电解液更易通过腐蚀产物层，从而使得镁阳极材料连续溶解。随着反应的进行，溶液中的 Cl-离子与镁基体反应，使得镁基体周围的电解质溶液由中性逐渐变为弱酸性，有利于放电产物的溶解进而使得基体持续进行反应。

合金的表面比较疏松，并且含有较多大的裂纹，这有利于电解液和基体的充分接触，进而增强其放电活性

第二相多，裂纹多，提高合金电化学活性

较薄的产物层对于合金放电性能的提高有利

放电性能