国家标准 GB/T24488一2021 代替GB/T24488一2009 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 Testmetholforeleetrochemicalpropertiesofmagnesiumalloyssaerificialanode 2021-08-20发布 2022-03-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花警理委员会国家标准
GB/T24488一2021 前言本文件按照GB/T1.1一2020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草本文件代替GB/T24488一2009(镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法》,与GB/T24488一2009相比,除结构调整和编辑性修改外,主要技术变化如下更改了“范围”,并将安全事项更改为“警示”(见第1章,2009年版的第1章); a 增加了“规范性引用文件”一章(见第2章)3 b c 增加了" “术语和定义”一章(见第3章); d)更改了“方法原理”见第3章,2009年版的第3章); 增加了“试验条件”(见第5章); e fD “预防与保护措施”更改为“警示” ,与"试剂"一章合并(见第行章,o9年版的第4章,第了章 "装置"更改为“仪器设备",增加了可使用万用表去掉了天平的最大称量要求,增加了烘箱的 g 温控精度,详细规定了钢制明极试验堪期的尺寸与底部浇铸料的要求,更改了朋库仑计铜线连接件的要求,纠正了库仑计介质名称(见第7章,2009年版的第3章) “取样”更改为“试样”,将安全要求作为警示放到该章开始,去掉了试样的建议切割和加工参数,增加试样的尺寸公差及粗糙度要求,更改挤压热水器阳极的取样制样方法并附示意图,增加了铸造热水器阳极的取样制样方法并附示意图(见第8章,2009年版的第6章); “试样准备”更改为“试验准备” 章下,将原来的“称量”与“制样”放到“试验准备”一节,更改了试样胶带的缠绕表达方式,更改了挤压热水器阳极端面密封要求见9.1， 2009年版的6.2、6.3、6.4); “操作步骤”更改为“试样测定”,放到“试验步骤”一章下,将库仑计的安装以及电路安装由“试样准备”一节放到“试验步骤”一节,电路安装中更改铜线要求,增加电路中各连接的接触电阻要求,增加闭路电位测量时间偏差,库仑计导线更改为库仑计阴极铜丝见9.,2,2009年版的第7章和6.4.2,6.4.3); k “计算及报告”更改为“试验数据处理”,增加计算结果表示到小数点的位数,增加数值修约规则见第10章,2009年版的第8章); D 对重复性和再现性增加了要求表述(见第11章,2009年版的第9章); m 增加试验报告内容(见第12章) 删除附录A(见2009年版的附录A n 请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由有色金属工业协会提出本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口本文件起草单位:淄博德源金属材料有限公司,山东省科学院新材料研究所、河南特润科技服务有限公司、西安海镁特镁业有限公司,浙江泰普森新材料科技有限公司、中山捷豹特种材料科技有限公司、国家镁及镁合金产品质量监督检验中心,厦门火炬特种金属材料有限公司、山东理工大学、山东银光钮源轻金属精密成型有限公司、中科院海祥研究所、北京华北轻合金有限公司,南京云海特种金属股份有限公司、山东宏泰科技有限公司、上海交通大学、鹤壁市质量技术监督检验测试中心本文件主要起草人:柴韶春、翟慎宝、王曹宇、石宪柱、钱亚锋、卜艳霞、易亮玉、高亚飞、周吉学甄子胜、张阳阳、韩莉、崔红卫,唐守秋、王鲁东、全仲盛、王迎新、王前进、李言涛、翟乃一,王胜青、
GB/T24488一2021 温军国、赵建峰本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 -2009年首次发布为GB/T24488一2009 本次为第一次修订
GB/T24488一2021 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法警示本文件没有阐明所有与使用有关的安全事项本文件的使用者应采取适当的安全和健康措施,并制定相应的规章制度范围本文件规定了镁合金牺牲阳极试样在饱和硫酸钙和氢氧化镁介质中工作时的电化学性能试验方法本文件适用于以饱和硫酸钙和氢氧化镁试验电解液模拟埋地阳极填充环境下镁合金牺牲阳极(以下简称埋地阳极)电化学性能的测试渎水中使用的热水器用镁合金牺牲阳极(以下简称热水器阳极) 电化学性能的测试可参照使用规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中,迷日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T17731镁合金牺牲阳极术语和定义 GB/T17731界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 闭路电位closedcircuitpotential 在电解质中,阴极与牺牲阳极相连,当有电流通过时,牺牲阳极相对参比电极的电位 3.2 开路电位openeiruitptential 在电解质中,阴极与牺牲阳极相连,当断开电流1h时后,牺牲阳极相对参比电极的电位 3.3 实际电容量practiteal capacity current 实际测量消耗单位质量的牺牲阳极所产生的电量 [来源:GB/T177312015,3.1] 3.4 理论电容量theoretiealcurentcapaeity 根据法拉弟定律计算消耗单位质量的牺牲阳极所产生的电量 [来源:GB/T17731一2015,3.2
GB/T24488一2021 3.5 电流效率eurrentefieieney 实际电容量和理论电容量的百分比方法原理以恒定的直流电流流经由预称重的镁合金阳极试样、钢制阴极试验堆塌和电解液组成的串联试验电池14d 试验期间多次测量试样的氧化电位以及试验结束断开电流1h后测量试样的氧化电位,并测量流经电池总的电量试验结束后,清洗、称量每个试样,计算试样单位损失质量获得的电量试验条件 S 试验时,电解液的温度应保持在22C士范围内 6 试剂警示使用库仑计溶液和阳极清洗液时,要求对眼睛和皮肤进行保护,应在通风实验柜中进行试样清洗;清洗液的处理应符合相应的法律法规除非另有规定,仅使用分析纯试剂 6.1水;GB/T6682,三级或更高级 6.2电解液(饱和硫酸钙氢氧化镁浒液)称取5.0其碗酸钙(Caso 2H.O),0.1只氢氧化铁 [Mg(OH)溶解于1000mlL的水中,混匀 6.3库仑计溶液;将235五水硫酸铜(CusO5H,O),27mL98%的浓硫酸(H,sO,,50nmL未改性乙醇依次加人900mL的水中,混匀 6.4阳极清洗液;称取250g三氧化铬(CrO.)溶解于1000mL的水中,混匀仪器设备 7.1直流电源;输出电压12V,输出电流不低于2mA 7.2参比电极;饱和甘汞电极 7.3电位计或万用表:输人阻抗不小于10Q. 7.4天平;感量0.1mg 7.5烘箱:温度不低于110,温控精度不低于士5C 7.6钢制阴极试验堆蜗;结构示意图如图1所示
GB/T24488?2021 22m ?: -?12.7mm(α?缫); ?12.7nmm(). ?; M8???); -?p78mm???,165mm,?625ml -??3mm?3 -?????塣 ?1???? 7.7?????;??????2? 13mm 12mm 127mm 77mm ?: -0.75mm?,??; ????,?0.51mm -M6?? -?; -300ml?; 21.5mm?6mm?; -?? ?2?????
GB/T24488一2021 8 试样警示切割和加工过程中产生的镁屑易引起燃烧,镁的加工处理步骤应该非常小心 8.1埋地阳极取样及制样的典型示意图见图3 沿埋地阳极宽度方向离边缘约13mm处截取截面尺 mm×16r 寸为161 mm、长180mm的5支试样,然后将其加工成直径为12.7mm士0.1mm,长度为 52mm士1mm,表面粗糙度Ru<3.2Am的试样,试样两端加工,其中一端加盖标记 O .s mm LOO° 育 m 典型的7.7kg铸造锁阳极 230 月锯切后截面图 13mm 6 mm 锯切块，约16mmx16mmX180mm 日自机加工样品:12.7mmX152mm o 6 图3从埋地铸造阳极上取样制样示意图 8.2热水器阳极从同一炉次的同一批次连续取5支试样,并截取180mm长挤压热水器阳极取样及制样的典型示意图见图4,铸造热水器阳极取样及制样的典型示意图见图5,然后按照8.1进行加工
GB/T24488一2021 nm 1801 典狸的2lmm挤压热水器阳板 S 锯切块，约21mm×180mm 目 S 机加工样品:p12.7mmx152mm 图4挤压热水器阳极取样及制样示意图 mm 典型的420mm铸造热水器阳极 mm 180 锯切块，约420mmx180mm 无铁芯部位足够长可不截取铁芯 G ，IN 机加工样品:12.7mm×152mm 图5铸造热水器阳极取样及制样示意图
GB/T24488一2021 9 试验步骤 g.1试验准备 9.1.1采用铜库仑计如图2所示)时,应用细磨料(00井或更细)研磨库仑计阴极铜丝,然后放人烘箱中,在105笔干燥15min,冷却至室温,称重,精确至0.1mg 将阳极铜片装人库仑计溶液之前应进行清洗,铜丝和铜片的纯度应不小于99.9% g.1.2依次用水和丙酮清洗阳极试样,然后放人烘箱,在105C干燥30min,冷却至室温,称重,精确至 0.1 mg 用丙酮清洗后,为避免试样污染,应戴手套拿试样 mm139mm 9.1.3埋地阳极试样;用绝缘胶带缠绕距试样浸人端面1001 之间的部分,使试样浸人面积为41.2cm? 9.1.4挤压热水器镁阳极试样;用绝缘材料密封浸人端面与距其10mm的部分,用绝缘胶带缠绕距离试样浸人端面1l3.2mm~l42mm之间的部分,使试样浸人面积为41.2cm 铸造热水器镁阳极试样;按照9.1.3埋地阳极试样方法进行处理 9.1.5 用软塑料刷洗阴极试验堆蜗若阴极试验堆蜗内表面完全被一种高电阻涂层所覆盖,无法得到 9.1.6 所需电流情况下,应用喷砂、金属丝刷或刮削等方法去除表面的高电阻涂层 9.2试样测定 9.2.1电解液加人阴极试验堆蜗,溶液距顶端约15mm 试样插人橡皮塞,然后装人阴极试验堪塌 9.2.2 9.2.3阳极铜片与阴极铜丝装人库仑计溶液,铜丝浸人的长度为10mm一50mm 9.2.4完整的试验电路示意图见图6,回路使用0.75mm绝缘绞合铜线,每根导线的各端接有鳄鱼夹子或接线端子,回路中各连接接触电阻应小于0.01Q,只有在测量氧化电位时,才使用甘汞电极
GB/T24488一2021 接电位计标引序号说明直流电源; 铜库仑计 E 甘汞电极图6试验电路示意图 g.2.5接通电源,调节电流至1.60mA,记录实验开始时间,并定期检查调整,确保阳极电流密度为 0,039mA/em2 9.2.6用饱和甘汞电极和电位计,在第1天,第7天,第14天测量试样的闭路电位,测量时间偏差小于 1h,每个试样电位测定电路如图6所示,进行测量时,甘永参比电极的尖端应距试样表面10mm内试验14d后,断开电路,1h后测量试样的开路电位,测量方法等同于9.2.6闭路电位的测量 9.2.7 方法 9.2.8试验完毕后,先拆除试样上的导线,然后将试样从电解液中取出,并拔去橡皮塞,最后将试样上的胶带去掉 9.29将一支未试验试样放人预加热至6o C80C的清洗液中,放置10min(或放人室温清洗液中 30min),然后用自来水清洗,最后在105C烘箱中干燥30min,如果该试样质量损失大于5mg,则倒掉清洗液;如果该试样质量损失小于5mx,则把试验过的试样和术试验的试样一同放置在0它一80c 的清洗液中10min或放人室温清洗液中30min,然后用自来水清洗,并在105C烘箱中干燥3h,如果未试验试样的质量损失大于5mg,则重复9.2.1~9.2.9步骤 9.2.10采用铜库仑计时,应取下库仑计上的阴极铜丝,然后用自来水清洗,最后放人烘箱,在105C干燥30min 9.2.11将试样、未试验的试样以及铜库仑计阴极铜丝从烘箱中取出,冷却到室温,称重,精确至 0.1mg 为了避免污染试样和库仑计阴极铜丝,在称重过程中应该戴手套
GB/T24488一2021 10试验数据处理 0.1计算在14d试验期间流经试验电池的电量QAh) 采用铜库仑计时,按公式(1)计算Q 采用电子库仑计时,按公式(2)计算电量Q =0.8433(m，- Q. 一1 式中铜的理论电容量单位为安培小时每克(Ah/e)7 0.8433 铜库仑计阴极线的最后质量,单位为克(e) 1？ -铜库仑计阴极线的初始质量,单位为克(g) 71 计算结果表示到小数点后四位 .(2 Q=Q/3600 式中从电子库仑计上测得的电量值计算结果表示到小数点后四位 10.2计算每支试样损失单位质量得到的Q.A h/g)和5支试样的算术平均值,实际电容量按公式(3)计算 Q =Q/(mM一mMe) 式中镁阳极试样的初始质量,单位为克(g). m1Mg 镁阳极试样的最后质量,单位为克(g). 1Me 计算结果表示到小数点后四位 10.3计算每支试样的电流效率%)和5支试样的算术平均值,电流效率按公式(4)计算， 7=(Q./Q)×100 式中镁合金牺牲阳极理论电容量,单位为安培小时每克(Ah/g) 计算结果表示到小数点后两位 10.4读取每支试样的闭路电位、开路电位并计算5支试样的算术平均值,计算结果精确到小数点后两位 10.5数字修约规则按GB/T8170的有关规则进行 1 精密度 11.1重复性在同一实验室,由同一操作者使用相同设备,按相同的测试方法,并在短时间内对同一被测对象相互独立进行测试获得的两次独立测试结果(5支试样的平均值)的绝对差值不大于以下数值,以大于以下数值的情况不超过5%为前提实际电容量;<0.06Ah/ 最后闭路电位;<0.01V 开路电位:<0.02V 11.2再现性在不同的实验室,由不同的操作者使用不同的设备,按相同的测试方法,对同一被测对象相互独立
GB/T24488一2021 进行测试获得的两次独立测试结果(5支试样的平均值)的绝对差值不大于以下数值,以大于以下数值的情况不超过5%为前提实际电容量;0.15Ah/g 最后闭路电位;<0.05V 开路电位:<0.08V 12 试验报告试验报告应包括但不限于以下几方面的内容试验对象; 本文件编号; -试验数据(包括电位、电容量、电流效率); 电解液温度; 观察到的异常现象; -试验日期和试验人员

镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法GB/T24488-2021解读

镁合金作为一种重要的结构材料，在航空、汽车、机械等领域得到广泛应用。但是，由于其比较活泼的化学性质，在大气中易被腐蚀而失去耐久性，因此需要采取措施来保护其表面。

牺牲阳极法是一种常用的防护方法。在此方法中，为了保护基体材料，镁合金表面涂上一层比它更容易被腐蚀的金属，如锌或铝。这些金属称为“牺牲阳极”，它们承担腐蚀攻击，从而保护基体材料。

然而，为了有效地使用牺牲阳极法，需要对牺牲阳极材料和基体材料之间的电化学行为进行准确的测试和评估。这就是GB/T24488-2021标准的作用。

标准内容

GB/T24488-2021标准规定了镁合金表面牺牲阳极电化学性能测试方法。该标准适用于所有类型的镁合金，包括铸造镁合金、锻造镁合金、轧制镁合金等，以及各种形状的零件。

标准要求在3.5%NaCl溶液中进行测试。测试过程中，将待测样品作为阳极，在此条件下进行电位扫描，记录电流密度值。通过分析电流密度随电位变化的曲线，可以得到一系列参数，如平衡腐蚀电位、缓蚀斜率、极化电阻等，这些参数可以反映出镁合金与牺牲阳极之间的电化学行为。

标准意义

GB/T24488-2021标准的制定，为镁合金牺牲阳极法提供了可靠的测试标准，使得镁合金表面防护技术得到更加科学、规范的实施。同时，该标准对于镁合金材料的研发、生产和应用也具有重要意义。

总结

GB/T24488-2021是一份针对镁合金表面牺牲阳极电化学性能测试方法的标准。通过对该标准的解读，我们了解到了该方法的基本原理、适用范围以及测试过程中需要注意的事项等内容。相信本文能够为专业人士提供参考，促进镁合金表面防护技术的发展与应用。