第一章 镁阳极材料概述 1
1.1 镁及镁合金简介 2
1.1.1 镁合金的特点 3
1.1.2 镁合金应用 5
1.2 海水电池用镁阳极材料 6
1.2.1 海水电池的发展概况 6
1.2.2 海水电池的结构与特性 7
1.2.3 海水电池的应用 11
1.2.4 海水电池存在的问题与发展方向 17
1.2.5 海水电池用镁阳极的特征 18
1.3 金属半燃料电池用镁阳极材料 19
1.3.1 金属半燃料电池发展概况 19
1.3.2 金属半燃料电池的结构和特性 20
1.3.3 金属半燃料电池的应用 22
1.3.4 金属半燃料电池存在的问题与发展方向 25
1.3.5 金属半燃料电池用镁阳极的特征 25
1.4 金属－空气（燃料）电池用镁阳极材料 26
1.4.1 金属－空气（燃料）电池的发展概况 26
1.4.2 金属－空气（燃料）电池的结构和特性 28
1.4.3 金属－空气（燃料）电池的应用 30
1.4.4 金属－空气（燃料）电池存在的问题与发展方向 35
1.4.5 金属－空气（燃料）电池用镁阳极的特征 35
1.5 牺牲阳极用镁阳极材料 36
1.5.1 牺牲阳极的发展概况 36
1.5.2 牺牲阳极的基本原理 37
1.5.3 牺牲阳极的应用 38
1.5.4 牺牲阳极用镁阳极的特征 39
参考文献 41
第二章 镁阳极合金化 46
2.1 镁阳极合金相图 46
2.1.1 Mg-Al二元相图 46
2.1.2 Mg-Bi二元相图 47
2.1.3 Mg-Fe二元相图 47
2.1.4 Mg-Ga二元相图 48
2.1.5 Mg-Hg二元相图 48
2.1.6 Mg-Li二元相图 49
2.1.7 Mg-Mn二元相图 49
2.1.8 Mg-Pb二元相图 50
2.1.9 Mg-Sn二元相图 50
2.1.10 Mg-Tl二元相图 51
2.1.11 Mg-Zn二元相图 51
2.1.12 Mg-Hg-Ga三元相图 52
2.1.13 Mg-Hg-Ga三元系等温截面 53
2.1.14 Mg-Al-Pb三元相图 55
2.1.15 四相平衡双饱和线及室温溶解度投影 56
2.1.16 富Mg角300℃等温截面 56
2.1.17 Mg-Al-Zn三元相图 57
2.1.18 Mg-Al-Zn 320℃等温截面 57
2.1.19 Mg-Al－Tl三元系等温截面 58
2.1.20 Mg-Ga-Al三元系等温截面 58
2.1.21 Mg-Ga-Sb三元系等温截面 59
2.1.22 Mg-Ga-Sn三元系等温截面 59
2.1.23 Mg-Ga-Pb三元系等温截面 60
2.1.24 Mg-Pb-Tl三元系等温截面 60
2.1.25 Mg-Pb-Sn三元系等温截面 61
2.1.26 Mg2Pb-Sn垂直截面 61
2.1.27 Mg-Pb-Sb三元系液相面 62
2.1.28 Mg3Sb-Pb截面 62
2.1.29 Mg-Al-Tl三元系等温截面 63
2.1.30 Mg-In-Tl三元系等温截面 63
2.1.31 Mg-Li-Tl三元系等温截面 64
2.1.32 Mg-Ga-Tl三元系等温截面 64
2.1.33 Mg-In-Tl三元系等温截面 65
2.2 合金元素对镁阳极电化学性能的影响 65
2.3 第二相对镁阳极组织和性能的影响 84
2.3.1 Mg-Al-Pb合金 84
2.3.2 Mg-Hg-Ga合金 86
参考文献 90
第三章 镁阳极的制备 95
3.1 镁阳极的熔炼与铸造 95
3.1.1 熔炼 95
3.1.2 铸造 103
3.2 镁阳极挤压 105
3.2.1 镁阳极挤压生产工艺流程 105
3.2.2 挤压对镁阳极组织的影响 109
3.2.3 挤压对镁阳极性能的影响 110
3.2.4 镁阳极的挤压缺陷及控制 111
3.2.5 影响镁阳极挤压生产过程的主要因素 112
3.3 镁阳极合金轧制 113
3.3.1 镁阳极轧制生产工艺流程 113
3.3.2 轧制对镁阳极组织的影响 117
3.3.3 轧制对镁阳极性能的影响 121
3.3.4 镁阳极的轧制缺陷及控制 124
3.3.5 影响镁阳极轧制生产过程的主要因素 125
3.4 镁阳极热处理 129
3.4.1 均匀化退火 129
3.4.2 固溶处理 133
3.4.3 时效 141
参考文献 143
第四章 镁阳极腐蚀电化学 149
4.1 电化学原理 149
4.1.1 概述 149
4.1.2 基本电极过程 149
4.1.3 热力学稳定性 150
4.1.4 离子性质 151
4.1.5 双电层特性 151
4.1.6 电极反应动力学 153
4.2 活化溶解 158
4.3 电化学腐蚀 160
4.3.1 概述 160
4.3.2 腐蚀电位与腐蚀电流 161
4.3.3 腐蚀电位与反应动力学 162
4.3.4 腐蚀类型 163
4.3.5 腐蚀产物 169
4.3.6 提高耐蚀性的方法 171
4.4 镁合金中的负差数效应和“阳极析氢” 173
4.5 电化学腐蚀性能的测量 175
4.5.1 失重法 175
4.5.2 电化学方法 175
4.5.3 析氢测量法 181
4.5.4 各种测量方法的比较 182
参考文献 182
第五章 环境对镁阳极性能的影响 184
5.1 大气环境对镁阳极性能的影响 184
5.2 盐溶液对镁阳极性能的影响 185
5.3 介质溶液的pH对镁阳极性能的影响 192
5.4 淡水对镁阳极性能的影响 197
5.5 模拟海水对镁阳极性能的影响 199
5.6 有机介质对镁阳极性能的影响 203
5.7 气体及温度对镁阳极性能的影响 209
参考文献 212
第六章 铝阳极材料概述 214
6.1 铝及铝合金简介 214
6.1.1 铝合金的基本特性及应用范围 215
6.1.2 变形铝合金分类、典型性能及应用 218
6.1.3 铸造铝合金分类、典型性能及应用 222
6.2 海水电池用铝阳极材料 223
6.3 金属半燃料电池用铝阳极材料 226
6.3.1 铝－过氧化氢半燃料电池 226
6.3.2 金属半燃料电池用铝阳极电解质及添加剂 228
6.4 金属－空气（燃料）电池用铝阳极材料 229
6.4.1 铝－空气燃料电池用铝阳极的特征 229
6.4.2 铝－空气燃料电池用铝阳极电解质及添加剂 231
6.5 牺牲阳极用铝阳极材料 232
参考文献 234
第七章 铝阳极的合金化 239
7.1 铝阳极合金相图 239
7.1.1 Al-Bi二元相图 239
7.1.2 Al-Cu二元相图 240
7.1.3 Al-Cd二元相图 240
7.1.4 Al-Fe二元相图 241
7.1.5 Al-Ga二元相图 241
7.1.6 Al-Hg二元相图 242
7.1.7 Al-In二元相图 242
7.1.8 Al-Mn二元相图 243
7.1.9 Al-Ni二元相图 243
7.1.10 Al-Pb二元相图 244
7.1.11 Al-Sn二元相图 244
7.1.12 Al-Si二元相图 245
7.1.13 Al-Ti二元相图 245
7.1.14 Al-Zn二元相图 246
7.1.15 Al-Mg-Sc三元相图 246
7.1.16 Al-Ga-In三元相图 247
7.1.17 Al-Ga-In垂直截面图 247
7.1.18 Al-Mg-Sn三元系等温截面图 248
7.1.19 Al-Mg-Sn液相图 248
7.1.20 Al-Ga-Mg三元系等温截面图 249
7.1.21 Al-Ga-Mg液相图 249
7.1.22 Al-Mg-Zn三元系等温截面图 250
7.1.23 Al-Sn-Zn三元系等温截面图 250
7.1.24 Al-Sn-Zn三元系液相图 251
7.1.25 Al-Zn-Sn三元系垂直截面图 251
7.1.26 Al-Zn-Sn三元系等温截面图 252
7.1.27 Al-Mg-Mn富镁角200℃等温截面图 252
7.1.28 Al-Mg-Mn富铝角400℃等温截面图 253
7.1.29 Al-Ga-Zn三元系等温截面图 253
7.1.30 Al-Ga-Zn三元系液相图 254
7.1.31 Al-Ga-Zn三元系垂直截面图 254
7.1.32 Al-Cr-Si三元相图 255
7.1.33 Al-Ga-Y三元相图 255
7.1.34 Al-Sn-Y三元相图 256
7.1.35 Al-Ge-Ti三元相图 256
7.1.36 Al-Fe－Ni三元相图 257
7.1.37 Al-Mg-Sr三元相图 257
7.2 合金元素对铝阳极性能的影响 258
7.3 第二相对铝阳极性能的影响 266
参考文献 270
第八章 铝阳极的制备 274
8.1 铝阳极的熔炼与铸造 274
8.1.1 熔炼 274
8.1.2 铸造 276
8.2 铝阳极的轧制 280
8.2.1 铝阳极轧制生产工艺流程 280
8.2.2 轧制对铝阳极组织的影响 281
8.2.3 铝阳极的轧制缺陷及控制 286
8.2.4 铝阳极轧制生产过程中需控制的主要因素 287
8.3 铝阳极热处理 288
8.3.1 均匀化退火 288
8.3.2 固溶处理 292
8.3.3 时效 294
参考文献 296
第九章 铝阳极腐蚀电化学 298
9.1 电化学原理 298
9.1.1 概述 298
9.1.2 基本电极过程 298
9.1.3 热力学稳定性 299
9.1.4 离子性质 300
9.1.5 双电层特性 300
9.1.6 电极反应动力学 302
9.2 活化溶解 309
9.3 电化学腐蚀 313
9.3.1 概述 313
9.3.2 腐蚀电位与腐蚀电流 314
9.3.3 腐蚀电位与反应动力学 316
9.3.4 腐蚀类型 317
9.3.5 腐蚀产物 319
9.3.6 提高耐蚀性的方法 321
参考文献 329
第十章 环境对铝阳极性能的影响 332
10.1 大气环境 332
10.2 盐溶液 335
10.2.1 含氯离子等卤素离子的盐溶液 335
10.2.2 添加缓蚀剂的盐溶液 342
10.3 酸和碱及溶液的pH 343
10.4 淡水 350
10.5 海洋对铝阳极性能的影响 353
10.6 有机介质对阳极性能的影响 360
10.7 气体对阳极性能的影响 363
10.8 温度对阳极性能的影响 364
参考文献 366