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摘要
为了研究Mn元素对铝合金阴极在电积锌过程中锌成核机理的影响,利用废弃的1070铝阴极熔炼并制备了不同Mn元素含量的Al-Mn合金,并分析Mn元素添加对铝合金金相组织的影响。采用线性伏安扫描、恒电流极化和恒电位阶跃计时电流等手段研究1070纯铝和Al-Mn合金阴极在酸性硫酸锌体系中锌的成核机理,分析不同Mn元素含量对铝合金阴极的析氢和析锌动力学的影响规律;采用扫描电镜观察金属锌在阴极表面的初期形核规律。结果表明,一定范围内的Mn元素添加对铝合金组织具有细化作用;Mn元素添加能降低铝合金阴极的析氢过电位(最多高达120mV)和锌析出过电位(最多为80mV),增大交换电流密度(最多增大4个数量级),从而提高阴极的电催化活性,使锌更容易在阴极合金表面析出;在锌的初期成核过程中,Al-0.6%Mn阴极沉积锌速率最快;1070纯铝和Al-0.6%Mn阴极上锌的成核均遵循三维瞬时成核机理,但Al-0.6%Mn与理论瞬时成核的吻合度更高;从沉积机理来看,沉积锌的质量由形核速率和形核数密度两个方面决定。
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