谷亞嘯，江靜華，謝秋媛，馬愛(ài)斌,2，高正

研究綜述

海水電池用鎂合金陽(yáng)極的研究進(jìn)展

谷亞嘯1，江靜華1，謝秋媛1，馬愛(ài)斌1,2，高正1

（1.河海大學(xué) 力學(xué)與材料學(xué)院，南京 211100；2.宿遷市河海大學(xué)研究院，江蘇 宿遷 223800）

海水電池用鎂合金陽(yáng)極因其較負(fù)的電極電位、低的質(zhì)量密度、大的電化學(xué)當(dāng)量而受到人們的廣泛關(guān)注。概述了近年來(lái)有關(guān)海水電池用鎂合金的研究進(jìn)展。首先，介紹了常見(jiàn)鎂合金海水電池的分類（鎂/金屬氯化物電池、鎂/海水溶解氧電池、鎂/過(guò)氧化氫半燃料電池），詳細(xì)說(shuō)明了幾種電池的工作條件與應(yīng)用領(lǐng)域。其次，歸納了鎂合金海水電池存在的問(wèn)題，包括不可避免的自腐蝕（如電偶腐蝕、點(diǎn)腐蝕等）以及負(fù)差數(shù)效應(yīng)，這些副反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣并導(dǎo)致鎂陽(yáng)極利用率的下降。除此之外，腐蝕反應(yīng)生成的腐蝕產(chǎn)物會(huì)覆蓋電極表面，減少電極的活性區(qū)域，使得陽(yáng)極的工作電位很難達(dá)到技術(shù)要求。針對(duì)上述存在的問(wèn)題重點(diǎn)探討了近年來(lái)的改進(jìn)措施，具體有合金化、熱處理、塑性變形。目前，應(yīng)用廣泛的合金系主要有Mg-Hg-Ga系、Mg-Al-Pb系、Mg-Al-Zn系等，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行擠壓、軋制等塑性變形，并結(jié)合退火、均勻化等熱處理方式，從而制備出高性能的鎂陽(yáng)極材料。最后，展望了未來(lái)海水鎂合金陽(yáng)極的發(fā)展方向。

海水電池；鎂合金陽(yáng)極；合金化；熱處理；塑性變形

早在二戰(zhàn)時(shí)期，由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室和通用公司所設(shè)計(jì)研發(fā)的海水電池便進(jìn)入了人們的視野，其最大的特點(diǎn)是以海水作為電解液，不需要額外攜帶電解質(zhì)，安全性好且能量密度高[1-2]。工作原理為陽(yáng)極發(fā)生金屬的溶解腐蝕并提供陽(yáng)極電流，陰極則是海水中的溶解氧在惰性電極上發(fā)生還原反應(yīng)提供陰極電流。隨著不斷的改進(jìn)與創(chuàng)新，海水電池的種類也逐漸多樣化，若從不同的電化學(xué)原理及陰極活性物質(zhì)的角度考慮，其可分為海水激活電池、溶解氧海水電池和金屬燃料電池等[3-5]。其中海水激活電池以AgCl、CuCl和PbCl2等為陰極，可輸出較大功率，常被應(yīng)用于大功率的海水設(shè)備，如偵查設(shè)備、魚雷、潛水艇、海上救援設(shè)備等[6-7]。溶解氧海水電池則以碳素材料等為陰極，陰極電流相對(duì)較低，常被用于長(zhǎng)周期的小功率深海設(shè)備[4,8]。金屬燃料電池常以空氣中的氧氣或其他氧化劑充當(dāng)陰極活性物質(zhì)，作為一種高能化學(xué)電源，在可移動(dòng)電子設(shè)備電源、自主式潛航器電源領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景[9]。

傳統(tǒng)的輕質(zhì)鎂合金具有高的比強(qiáng)度、良好的塑韌性和生物兼容性[10-13]，已被廣泛應(yīng)用于汽車零部件、電子設(shè)備等領(lǐng)域。此外，由于鎂較負(fù)的標(biāo)準(zhǔn)電位?2.34 V（vs. SCE），大的電化學(xué)當(dāng)量2.22 Ah/g，在電解液中合適的腐蝕速度，因此還是一種很有應(yīng)用前景的陽(yáng)極材料[14-18]。早在20世紀(jì)60～80年代，國(guó)外就已對(duì)鎂陽(yáng)極進(jìn)行了大量的研究，并逐步應(yīng)用于陰極保護(hù)、電池能源領(lǐng)域，其中較為出名的有英國(guó)鎂電子公司的AP65和MT75，俄羅斯的鎂/氯化亞銅，它們也代表了當(dāng)時(shí)水下推進(jìn)器用海水激活鎂電池的先進(jìn)水平[19-20]。但涉及保密原因，其具體的成分和工藝仍處于未公開(kāi)狀態(tài)，這也成為了今后鎂合金電池研究的一個(gè)重要方向。

盡管有這些優(yōu)異的性能，鎂陽(yáng)極的應(yīng)用仍有其不可避免的缺陷，主要包括：（1）放電過(guò)程中，電極表面的放電和腐蝕產(chǎn)物難于脫落，造成鎂表面的活性反應(yīng)區(qū)域減少，陽(yáng)極極化嚴(yán)重；（2）自腐蝕析氫速度快，導(dǎo)致活性物質(zhì)利用率低；（3）“塊狀效應(yīng)”的存在，即在工作過(guò)程中由于不均勻放電，未參與反應(yīng)的金屬片會(huì)從鎂電極表面脫落，脫落的金屬片卻不能用于電能的產(chǎn)生，造成了陽(yáng)極效率的降低。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，目前普遍采用的改進(jìn)措施有合金化、熱處理以及塑性變形。本文介紹了常見(jiàn)鎂海水電池的分類方式、工作原理和腐蝕行為，并具體闡述了鎂合金陽(yáng)極的幾種改進(jìn)方式對(duì)陽(yáng)極綜合電化學(xué)性能的影響，希望能為今后的高性能鎂陽(yáng)極設(shè)計(jì)提供一些參考價(jià)值。

1 鎂海水電池的類別與特點(diǎn)

1.1 鎂/金屬氯化物電池

鎂/氯化物電池的特點(diǎn)是可提供較大的陰極電流密度和較高的功率，但服務(wù)周期相對(duì)較短[21]，主要可分為鎂/氯化銀、鎂/氯化亞銅、鎂/氯化鉛等。

鎂/氯化銀海水電池是以AgCl為陰極，如圖1a所示，其反應(yīng)原理見(jiàn)式(1)—(2)。放電后生成的Ag可以減少M(fèi)g/AgCl的內(nèi)阻，使其適用于大電流密度下的工作，比能量可達(dá)88 Wh/kg，且不工作時(shí)該電池能在干燥的環(huán)境下儲(chǔ)存5 a[3,22-24]。此前由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的鎂/氯化銀電池主要應(yīng)用在英國(guó)的Sting Ray魚雷、意大利的A244魚雷和美國(guó)的MK44魚 雷中[3,24-25]。

陽(yáng)極 Mg→ Mg2++2e?(1)

陰極 AgCl+e?→Ag+Cl?(2)

由于AgCl造價(jià)高昂，限制了其大規(guī)模應(yīng)用?，F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中選擇CuCl代替AgCl，該電池的造價(jià)僅為Al/AgO的1/3，且具有較強(qiáng)的負(fù)載能力，能夠適應(yīng)大電流放電，因此常被用作魚雷動(dòng)力源[26]。其反應(yīng)原理見(jiàn)式(3)—(4)。為了防止CuCl陰極氧化，CuCl不能儲(chǔ)存在高濕度的環(huán)境中，常添加一定量的SnCl2并通Ar保護(hù)[24]。鎂/氯化鉛是以PbCl2為陰極，其反應(yīng)原理式(5)—(6)。該電池相比鎂/氯化銀電池價(jià)格低。早在20世紀(jì)，日本電池工業(yè)公司對(duì)其生產(chǎn)的鎂/氯化鉛海水電池進(jìn)行了嚴(yán)苛的海洋環(huán)境試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)該電池仍能維持平坦而又穩(wěn)定的放電特性[27]。

陽(yáng)極 Mg→Mg2++2e?(3)

陰極 CuCl+e?→Cu+Cl?(4)

陽(yáng)極 Mg→Mg2++2e?(5)

陰極 PbCl2+2e?→Pb2++2Cl?(6)

1.2 鎂/海水溶解氧電池

鎂/海水溶解氧電池采用碳化纖維或石墨為陰極，一般選用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖1b所示。由于氧氣在海水中的溶解度有限（約0.3 mol/m3，對(duì)應(yīng)電量28 Ah/m3），所以該電池的輸出功率較小，特別適用于為長(zhǎng)期在海下工作的小功率設(shè)備提供動(dòng)力。反應(yīng)原理式(7)—(8)。

陽(yáng)極 Mg→Mg2++2e?(7)

陰極 O2+2H2O+4e?→4OH?(8)

雖然溶解氧的副反應(yīng)可以通過(guò)減少電極的面積來(lái)減弱，但應(yīng)盡量避免在溫水中工作，因?yàn)樵跍厮h(huán)境下會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的自放電[29]。Hasvold等[28]以溶解氧海水電池為動(dòng)力來(lái)源設(shè)計(jì)的水下潛水器可在600 m的水下以2 m/s的速度行駛2 963.2 km。此類電池常用于海下監(jiān)控器、浮標(biāo)等設(shè)備。

1.3 鎂/過(guò)氧化氫半燃料電池

鎂/過(guò)氧化氫半燃料電池屬于鎂/空氣（氧）燃料電池的一個(gè)分支，其陰極常選用貴金屬作為催化劑的惰性電極，如圖1c所示，電極反應(yīng)式（11）—（12）。

陽(yáng)極 Mg→Mg2++2e?(11)

陰極 HO2?+H2O+2e?→3OH?(12)

Mg/H2O2與Al/H2O2類似，常用于輸出功率要求不高的場(chǎng)合，不同之處便是其承載的電流密度較低，一般在50 mA/cm2以下[27]。Maria等[31-33]通過(guò)植絨技術(shù)制備的新型碳纖維，以Pd和Ir為催化劑，可作為海水下推進(jìn)器Mg/H2O2燃料電池的陰極。由于此陰極的比面積大，便于反應(yīng)物與催化劑充分接觸，使得過(guò)氧化氫的還原效率達(dá)90%以上，當(dāng)在放電電流為 25 mA/cm2、H2O2濃度為0.075 mol/L的條件下發(fā)生還原反應(yīng)，電池電位可達(dá)1.7 V。此外，過(guò)氧化氫的濃度、電解液的流速、工作電流密度和工作溫度對(duì)這類電池的放電性能也有重要影響。

圖1 電池結(jié)構(gòu)

2 海水電池用鎂陽(yáng)極的腐蝕行為及負(fù)差數(shù)效應(yīng)

鎂陽(yáng)極除了正常工作外還會(huì)因其較負(fù)的電極電位而發(fā)生嚴(yán)重的副反應(yīng)。電偶腐蝕、點(diǎn)蝕都是最常見(jiàn)的腐蝕形式，這一過(guò)程消耗的金屬不能用來(lái)形成有效的工作電流，導(dǎo)致陽(yáng)極效率和電池容量降低。鎂陽(yáng)極放電過(guò)程中的自腐蝕都是從某一局部區(qū)域開(kāi)始，隨著放電時(shí)間的延長(zhǎng)，腐蝕區(qū)域逐漸擴(kuò)大，甚至在放電后期造成晶粒脫落，即“塊狀效應(yīng)”。

通常來(lái)說(shuō)，自腐蝕與塊狀效應(yīng)是造成陽(yáng)極效率損失的2個(gè)主要因素，且它們?cè)诓煌碾娏髅芏认聦?duì)陽(yáng)極效率的影響具有差異性。Deng等[34-35]通過(guò)研究純Mg、AZ31、AM50、E21、WE43、ZE41幾種類型的鎂陽(yáng)極在不同電流密度下的放電實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小電流密度下，晶粒脫落對(duì)鎂陽(yáng)極的影響更顯著；隨著電流密度的增大，實(shí)時(shí)自腐蝕速率呈線性升高，而塊狀效應(yīng)對(duì)陽(yáng)極效率損失所占的比例逐漸減小。

此外，除了常見(jiàn)的腐蝕行為，鎂在陽(yáng)極極化下還有不同于其他金屬的特殊性質(zhì)，其析氫速率會(huì)隨著陽(yáng)極極化的增大而異常增大，稱為“負(fù)差數(shù)效應(yīng)”，目前有關(guān)這一現(xiàn)象的詳盡解釋仍處于不斷完善中。

2.1 電偶腐蝕

由于腐蝕電位的不同，造成同一介質(zhì)中異種金屬接觸處的局部腐蝕就是電偶腐蝕，可使電位較低的金屬（陽(yáng)極）溶解速度增加，電位較高的金屬（陰極）溶解速度減小[36]。在鎂合金陽(yáng)極中，腐蝕電位低的鎂基體具有較大的活性，通?？膳c電位較高的雜質(zhì)元素（如Fe、Cu、Ni和Co等）或存在的第二相構(gòu)成微觀原電池而加速自身的腐蝕溶解。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)鎂中常見(jiàn)的雜質(zhì)元素固溶于α基體相中時(shí)，其對(duì)合金的耐蝕性能影響不大，但是一旦脫溶則因其自腐蝕電位高的特性，成為了電偶腐蝕的有效陰極，從而加速了鎂基體腐蝕。此外，若是和電位高的第二相構(gòu)成微觀原電池，則電偶腐蝕的劇烈程度還和第二相的尺寸、形態(tài)及分布有關(guān)。一般而言，高電位的陰極第二相尺寸的增大或聚集會(huì)增加腐蝕的驅(qū)動(dòng)力，從而加劇電偶腐蝕的反應(yīng)程度。例如Feng等[37]研究不同時(shí)效條件下Mg-4.8%Hg-8%Ga的電化學(xué)性能時(shí)發(fā)現(xiàn)，473 K時(shí)效160 h的腐蝕電流密度遠(yuǎn)大于473 K時(shí)效8 h的腐蝕電流密度，其原因是前者長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效后，分散狀的Mg21Ga5Hg3和條塊狀的Mg5Ga2聚集長(zhǎng)大，導(dǎo)致腐蝕驅(qū)動(dòng)力增大；而后者的第二相尺寸小、數(shù)量少、分布相對(duì)均勻，腐蝕驅(qū)動(dòng)力更小，所以抗腐蝕性能更優(yōu)。

2.2 點(diǎn)蝕

當(dāng)鎂合金浸入電解液中，在鎂電極表面形成的疏松多孔的氧化膜，或是第二相與鎂基體之間構(gòu)成的微觀原電池，都可為點(diǎn)蝕的產(chǎn)生提供有利條件。點(diǎn)蝕的發(fā)展過(guò)程可認(rèn)為是，海水介質(zhì)中存在的半徑小的腐蝕性粒子（如Cl?）會(huì)穿過(guò)氧化膜進(jìn)入膜內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的感應(yīng)離子而導(dǎo)電，在膜特定位置上保持高的電流密度，造成陰離子無(wú)序移動(dòng)，當(dāng)溶液界面/膜的電場(chǎng)強(qiáng)度到達(dá)某一臨界值時(shí)，便會(huì)形成小孔腐蝕活性點(diǎn)。蝕孔內(nèi)金屬表面處于活性溶解狀態(tài)（Mg→Mg2++2e?），蝕孔外的金屬處于鈍化狀態(tài)，于是孔內(nèi)外便構(gòu)成了活化-鈍化局部腐蝕電池，其具有大陰極、小陽(yáng)極特點(diǎn)，可以加速腐蝕過(guò)程。溶解產(chǎn)生的金屬離子又會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)[Mg2++2H2O→Mg(OH)2+2H+]，生成的氫離子使得腐蝕坑內(nèi)的pH下降，由于孔內(nèi)相對(duì)較為封閉，因此孔內(nèi)的溶液屬于酸性介質(zhì)，使得金屬的溶解速度進(jìn)一步增加，腐蝕坑也隨之?dāng)U大、加深[38]。圖2是對(duì)Mg-(2.1%～2.5%)Hg-(1%～3%)Ga試樣經(jīng)96 h時(shí)效后進(jìn)行恒電流檢測(cè)后的腐蝕形貌，在其正面和側(cè)面可以發(fā)現(xiàn)明顯的黑色蝕坑[2]。

圖2 試樣時(shí)效96 h后的腐蝕形貌[2]

2.3 負(fù)差數(shù)效應(yīng)（NDE）

不同于其他的合金極化，鎂合金陽(yáng)極極化時(shí)存在特殊的“負(fù)差數(shù)效應(yīng)”。其具體表現(xiàn)為隨著極化電位的正移，陽(yáng)極電流增加，氫氣的析出速度異常增大，所以同時(shí)又可稱為“陽(yáng)極析氫”[39]。目前對(duì)這一現(xiàn)象的解釋主要有3種理論[40]：腐蝕產(chǎn)物膜的影響、雜質(zhì)元素在表面的富集影響及局部陽(yáng)極區(qū)域溶解的影響。

1）腐蝕產(chǎn)物膜的理論認(rèn)為，當(dāng)發(fā)生陽(yáng)極極化時(shí)，在純鎂表面形成的黑色腐蝕區(qū)是由致密的MgO氧化物內(nèi)層和MgO-Mg(OH)2沉淀外層組成，這種雙層膜結(jié)構(gòu)可有效地維持極化時(shí)的析氫反應(yīng)，并支持極化時(shí)鎂的溶解[41]。金屬界面和MgO-Mg(OH)2/MgO膜上富集的雜質(zhì)元素是析氫反應(yīng)的優(yōu)先場(chǎng)所，反應(yīng)的同時(shí)又促進(jìn)Mg(OH)2的形成，從而進(jìn)一步增強(qiáng)陽(yáng)極極化。但Fajardo等[42]通過(guò)掃描振動(dòng)電極技術(shù)發(fā)現(xiàn)黑色腐蝕區(qū)域的析氫量很少，并不符合預(yù)期的試驗(yàn)結(jié)果，因此將其作為氫氣異常析出的解釋顯然不夠完善。

2）鎂合金表面存在電位更正的雜質(zhì)元素和金屬間化合物組織，會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的陰極特性，在鎂溶解時(shí)可以充當(dāng)局部陰極去支持氫氣的析出[43]。然而，研究發(fā)現(xiàn)鎂陽(yáng)極極化時(shí)雜質(zhì)的富集效率比較低[44-46]，而且純度極高的鎂也會(huì)發(fā)生較為明顯的氫氣異常析出，因此這一理論也是不夠完善的。

3）目前大量的研究認(rèn)為陽(yáng)極析氫行為與陽(yáng)極溶解有關(guān)，它只發(fā)生于試樣表面的腐蝕溶解處[42,46-48]。Song等[49]研究認(rèn)為鎂表面的腐蝕產(chǎn)物膜是不完整的，且這層膜的不完整性隨著極化電位的升高而加大，正是這層膜的破裂對(duì)鎂合金的腐蝕起著重要作用。當(dāng)電極電位低于點(diǎn)蝕電位時(shí)，鎂合金表面的保護(hù)膜使自腐蝕反應(yīng)難以發(fā)生，此時(shí)陰極析氫占據(jù)主導(dǎo)地位。當(dāng)電位達(dá)到點(diǎn)蝕電位時(shí)，鎂合金表面膜由于點(diǎn)蝕作用開(kāi)始脫落，暴露的鎂表面發(fā)生如下反應(yīng)：2Mg→ 2Mg++2e?和2Mg++2H2O→2Mg2++2OH?+H2反應(yīng)，此時(shí)鎂的溶解和陽(yáng)極析氫加大。自腐蝕后期，由于嚴(yán)重的局部不均勻腐蝕，還會(huì)造成未腐蝕的金屬片脫落，脫落的金屬片發(fā)生化學(xué)溶解產(chǎn)生氫氣，也會(huì)加劇負(fù)差數(shù)效應(yīng)[29]。目前Mg+并沒(méi)有被實(shí)驗(yàn)設(shè)備檢測(cè)到，因此Mg溶解是通過(guò)單價(jià)鎂離子的理論還有待進(jìn)一步證實(shí)。

Fajardo等[42,46-48]在不考慮腐蝕產(chǎn)物膜的催化條件下，假定陽(yáng)極極化下氫氣的異常析出只在陽(yáng)極區(qū)域，可認(rèn)為鎂電極上析氫反應(yīng)的交換電流密度不是一個(gè)常數(shù)，而是隨鎂陽(yáng)極極化的增大而增大的動(dòng)態(tài)參數(shù)。盡管這種現(xiàn)象的潛在機(jī)制還不明確，但可證明溶解鎂表面的改變會(huì)影響它的化學(xué)反應(yīng)，并提升了析氫量。Fajardo[50]還通過(guò)在0.1 mol/l NaCl的動(dòng)電流極化的實(shí)驗(yàn)條件下建立了一個(gè)動(dòng)態(tài)模型，認(rèn)為氫氣的異常析出需使鎂氧化反應(yīng)（陽(yáng)極極化下）的電荷轉(zhuǎn)移參數(shù)大于析氫反應(yīng)的電荷轉(zhuǎn)移參數(shù)（陰極極化下），即Mg>HER。

現(xiàn)在還沒(méi)有一種模型適用于所有條件下的氫氣異常析出，為了解釋因腐蝕產(chǎn)物膜、pH改變等具體情況下的電化學(xué)行為，還有很多的研究工作需要去做。

3 鎂陽(yáng)極放電性能的改進(jìn)措施

目前限制鎂陽(yáng)極進(jìn)一步發(fā)展的原因主要有2個(gè)：首先是上述討論的自腐蝕反應(yīng)和晶粒脫落，這也是造成陽(yáng)極利用率低于100%的直接原因[34]；其次是放電過(guò)程中的腐蝕產(chǎn)物覆蓋在電極表面不易脫落，阻礙了鎂陽(yáng)極進(jìn)一步溶解，從而降低了放電電位和放電比容量，使鎂陽(yáng)極達(dá)不到技術(shù)要求。針對(duì)鎂陽(yáng)極存在的問(wèn)題，現(xiàn)階段最常用的解決辦法是：合金化、塑性變形、熱處理。

3.1 合金化

通過(guò)合金化的方式往鎂中添加合金元素是提升鎂合金電化學(xué)性能的首要途徑。下面將從目前已開(kāi)發(fā)的幾種合金系基礎(chǔ)上探討合金化對(duì)鎂陽(yáng)極綜合電化學(xué)性能的影響。

3.1.1 Mg-Al-Zn系

Mg-Al-Zn合金系主要在小電流密度下工作，常為功率小且服役時(shí)間長(zhǎng)的水下設(shè)備提供能源。合金凝固過(guò)程中鋅元素會(huì)在固/液界面前沿富集，產(chǎn)生成分過(guò)冷，足夠大的過(guò)冷度會(huì)破壞平界面，從而形成樹(shù)枝晶。一定程度下，在枝晶前沿和晶界處鋅元素含量的增加會(huì)導(dǎo)致二次枝晶的增多，使得枝晶間距減小，從而細(xì)化合金晶粒[51]。鋁元素與鎂則會(huì)形成弱陰極β-Mg17Al12相。由于β-Mg17Al12相的含量和分布不同，對(duì)鎂基體可能產(chǎn)生電偶加速作用或隔離阻斷腐蝕的作用。Song等[39]研究AZ91時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)β相含量足夠高，能與α-Mg基體耦合成具有一定保護(hù)作用的表面抗蝕性膜，并呈連續(xù)網(wǎng)狀分布在鎂基體上，增大了電子轉(zhuǎn)移的電阻，從而提高鎂陽(yáng)極的耐蝕性；當(dāng)β-Mg17Al12相體積分?jǐn)?shù)少且在晶界不連續(xù)分布時(shí)，其主要作為陰極加速α-Mg腐蝕。此外，以Mg17Al12為主的第二相，其分布對(duì)合金耐蝕性的影響顯著。在冷腔壓鑄的AZ91D合金表面，連續(xù)、均勻、細(xì)致分布的Mg17Al12相使得表面的耐蝕性遠(yuǎn)大于內(nèi)部；而冷壓壓鑄AZ91D時(shí)，Mg17Al12相成為了基體相中的夾雜顆粒，使得表面的耐蝕速度約是內(nèi)部的2～3倍[39]。然而，Mg-Al-Zn系合金面臨的主要問(wèn)題是活性不高。Li等[52]添加0.5% In至AZ63中發(fā)現(xiàn)其與Al存在競(jìng)爭(zhēng)溶解機(jī)制，優(yōu)先溶解的In通過(guò)促進(jìn)β-Mg17Al12相生成并沿晶界分布，起到細(xì)化晶粒的作用。如圖3所示，在AZI中第二相的含量為4.93%（圖3c），明顯高于AZ63的2.33%（圖3a），晶粒也更細(xì)小。此外，In還可通過(guò)溶解-再沉積機(jī)制起到分隔腐蝕產(chǎn)物與電極表面的作用，從而減緩了電位遲滯效應(yīng)并維持了陽(yáng)極溶解的連續(xù)性。

圖3 AZ63和AZI的微觀結(jié)構(gòu)

Liu等[53]研究擠壓態(tài)AZ91添加Ca及少量的稀土元素（如Sm、La）后的電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的AZ91在2.5、5、10 mA/cm2的電流密度下仍可保持穩(wěn)定的電壓值，這說(shuō)明改進(jìn)后AZ91的放電產(chǎn)物可以及時(shí)從電極表面移除。Ca、Sm、La可與Al優(yōu)先形成Al-(Sm,La,Ca)和Al2Ca弱陰極相，一方面，減少了Al-Mn相和Mg17Al12相的生成，從而調(diào)節(jié)了陰極相與鎂基體的電位差，從而減弱了電偶腐蝕；另一方面，剩余的Mg17Al12相可被其他陰極相顯著細(xì)化并在基體上彌散分布，促進(jìn)了合金均勻而迅速地溶解，使反應(yīng)可深入進(jìn)行。

Xue等[54]研究可用作鎂-空氣電池的AZ31-Gd和AZ31在3.5% NaCl溶液中的電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)Gd的加入可形成均勻分布的Al2Gd相，其不僅有助于放電過(guò)程中陽(yáng)極的均勻消耗，而且有利于保護(hù)性更優(yōu)的表面膜構(gòu)造，抑制合金在小電流密度下的析氫行為，從而保證了在追求高性能的同時(shí)也限制了副反應(yīng)的發(fā)生。若進(jìn)一步測(cè)量其在2.5 mA/cm2的恒電流密度下的陽(yáng)極效率，發(fā)現(xiàn)AZ31-Gd的陽(yáng)極效率可達(dá)45.5%，遠(yuǎn)高于相同條件下的純鎂（26.5%）、AZ31（29.1%）和AZ31-Ca（37.1%）[55]。當(dāng)在20 mA/cm2恒電流密度下，AZ31-Gd的陽(yáng)極利用率可升至61%，甚至略高于同等條件下的Mg-Al-Pb-Re（60.5%）[56]。

3.1.2 Mg-Al-Pb系

由英國(guó)鎂電子公司開(kāi)發(fā)的Mg-Al-Pb系可在大電流密度下工作[57]，例如最常見(jiàn)的AP65（Mg-6%Al- 5%Pb）能用于大功率的海水激活電池。相比Mg-Al-Zn系，其擁有的更好的電化學(xué)活性正是源于Al與Pb的協(xié)同作用。其中Al是控制鎂合金激活過(guò)程的主要元素，Pb的激活作用比較弱，但溶解的Pb2+在放電時(shí)可以容易地以氧化物的形式沉積到鎂表面，這個(gè)過(guò)程加速了溶解Al3+以Al(OH)3的形式沉積，促進(jìn)了Mg(OH)2以薄且多孔的2Mg(OH)2·Al(OH)3腐蝕產(chǎn)物的形式脫落[58]。由圖4可以發(fā)現(xiàn)，Mg-6%Al-5%Pb在3.5% NaCl溶液中恒電流180 mA/cm2下放電1 000 s后，腐蝕產(chǎn)物疏松多孔，便于電解液的通過(guò)，從而大大改善了電極的放電活性[58]。

圖4 Mg-6%Al-5%Pb在3.5% NaCl溶液中恒電流測(cè)試后腐蝕表面的掃描電子圖像[58]

Feng等[59]向AP65中添加0.6% Ce后發(fā)現(xiàn)形成的第二相Al11Ce3一方面可以細(xì)化晶粒，促進(jìn)Mg17Al12在Mg-Al-Pb中均勻分布；另一方面大量的陰極相Al11Ce3與Mg17Al12對(duì)放電產(chǎn)物具有一定的剝離作用，減輕了鎂陽(yáng)極的極化。圖5為合金在180 mA/cm2下恒電流放電的電位-時(shí)間曲線，在最初的100 s，Mg-Al-Pb合金放電電位出現(xiàn)了明顯波動(dòng)，反映了合金復(fù)雜的表面狀況（如氧化膜的不穩(wěn)定性），此后電極電位上升也暗示了腐蝕產(chǎn)物較強(qiáng)的吸附性，極化現(xiàn)象更明顯；而Mg-Al-Pb-Ce放電曲線光滑，無(wú)劇烈起伏，表明該鎂合金工作時(shí)具有較負(fù)且穩(wěn)定的工作電位。圖6a和圖6b分別為2種鎂合金在180 mA/cm2下放電1 h后去除放電產(chǎn)物的表面形貌，Mg-Al-Pb表面呈現(xiàn)的蜂窩狀反映了其遭受了嚴(yán)重的晶粒脫落，也驗(yàn)證了陽(yáng)極極化的嚴(yán)重性；而Mg-Al-Pb-Ce的表面光滑且只帶有少量淺坑，說(shuō)明電極表面溶解均勻，腐蝕產(chǎn)物更易脫落，因此也有更高的陽(yáng)極利用率。

圖5 Mg-Al-Pb和Mg-Al-Pb-Ce合金在3.5% NaCl溶液中恒電流測(cè)試下的電位-時(shí)間曲線[59]

圖6 Mg-Al-Pb和Mg-Al-Pb-Ce恒電流放電后去除放電產(chǎn)物的表面形貌的掃描電子圖像[59]

Shi等[60]研究La的添加對(duì)擠壓態(tài)AP65放電行為的影響，發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步合金化后的AP65可形成均勻分散的β-Al11La3相，可顯著地抑制合金在大電流密度下的晶粒脫落，從而提升了陽(yáng)極的利用效率。此外，擠壓態(tài)的AP65-La中的相尺寸大多大于1 μm，可以作為再結(jié)晶形核點(diǎn)提升AP65-La的再結(jié)晶度[61]。如圖7所示（藍(lán)色為再結(jié)晶晶粒，紅色為變形晶粒，黃色為亞結(jié)構(gòu)晶粒），在AP65-La中可見(jiàn)更大程度的再結(jié)晶，有效地減少了熱擠壓過(guò)程中的晶體缺陷（如孿晶、位錯(cuò)等），從而增強(qiáng)了AP65-La在開(kāi)路電位下的耐蝕性。

圖7 擠壓態(tài)AP65和擠壓態(tài)AP65-La的再結(jié)晶圖像[60]

3.1.3 Mg-Hg-Ga系

由蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)的Mg-Hg-Ga系與其他系列的鎂合金陽(yáng)極相比擁有更強(qiáng)的放電活性，且一直服務(wù)于俄羅斯的軍方設(shè)備[21]。Mg-Hg-Ga系合金的活化機(jī)理可用Hg和Ga的溶解-再沉積機(jī)制解釋[62]。Hg、Ga合金元素在鎂陽(yáng)極中的溶解度很小，通常形成第二相化合物富集在晶界處，電極電位高的第二相與鎂基體耦合形成微觀原電池，既促進(jìn)了α-Mg的溶解又會(huì)導(dǎo)致第二相的機(jī)械脫落，從而破壞了鈍化膜的連續(xù)性，降低了鎂的陽(yáng)極極化，使鎂陽(yáng)極處于活性溶解態(tài)。此外，溶解的Hg2+和Ga3+還會(huì)被Mg還原成Hg和Ga，再沉積于電極表面，形成Hg、Ga的沉積層，破壞了腐蝕產(chǎn)物的完整性，使鎂基體的電化學(xué)反應(yīng)不斷進(jìn)行并據(jù)此維持了活化周期。

Zhao等[63]對(duì)Mg-Hg-Ga進(jìn)行成分設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化，并與AZ31和AP65合金進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)Mg- 4%Hg-2%Ga可提供更負(fù)的放電電位和更理想的放電表現(xiàn)。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示，在100、200 mA/cm2恒電流密度下，AZ31和AP65的腐蝕電位展現(xiàn)明顯的陽(yáng)極極化，抑制了放電的持續(xù)進(jìn)行；而Mg-4%Hg- 2%Ga在整個(gè)放電過(guò)程中維持了穩(wěn)定的放電電位。主要原因是AZ31和AP65中的弱陰極相Mg17Al12在放電過(guò)程中起不到活化基體的作用；而在Mg-4%Hg-2%Ga中生成的強(qiáng)陰極相Mg3Hg有足夠的電負(fù)性促進(jìn)α-Mg基體溶解，使得鎂合金表面難以生成完整的鈍化膜。另外，彌散分布的弱陰極相Mg21Ga5Hg3可調(diào)節(jié)與基體間的電位差，控制副反應(yīng)的程度在一定范圍內(nèi)，使之更適合用作高能量的海水激活電池的陽(yáng)極材料。

綜上所述，Zn的添加有助于形成細(xì)小均勻的合金晶粒，Al的添加則可形成弱陰極相β-Mg17Al12，其連續(xù)分布時(shí)可作為腐蝕的屏障而提高基體的耐蝕性；添加的Al和Pb間有相互協(xié)同的作用，可以促進(jìn)氧化膜以薄且多孔的2Mg(OH)2·Al(OH)3形式脫落，增強(qiáng)了基體的活性溶解；添加的Ga和Hg可通過(guò)溶解-再沉積機(jī)制使陽(yáng)極表面難以形成連續(xù)、致密的鈍化膜，加速了放電產(chǎn)物的剝落。因此，Mg-Al-Zn系主要服務(wù)于小功率的民用設(shè)備，而Mg-Al-Pb、Mg-Hg-Ga系則可用于大功率的軍用設(shè)備。此外，進(jìn)一步的合金化也是基于這一思路，從形成的第二相的電位、尺寸、分布的角度出發(fā)，來(lái)具體討論鎂合金陽(yáng)極的活化機(jī)理和放電表現(xiàn)。

3.2 熱處理

熱處理類型主要包括固溶處理、塑性變形后的時(shí)效或退火處理。其既可調(diào)節(jié)鎂合金中第二相的尺寸、數(shù)量和分布，同時(shí)又對(duì)固溶于基體的合金元素產(chǎn)生重要影響，因此是改善鎂陽(yáng)極放電性能的重要方式。

Feng等[64]研究時(shí)效對(duì)Mg-8.8%Hg-8%Ga顯微組織和電化學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在473 K時(shí)效時(shí)，Mg21Ga5Hg3沉淀數(shù)量隨著時(shí)效時(shí)間的增長(zhǎng)而增多，時(shí)效96 h可見(jiàn)明顯的Mg21Ga5Hg3相聚集變大，產(chǎn)生的不均勻的微觀結(jié)構(gòu)加速了陽(yáng)極局部溶解，使得陽(yáng)極表面溶解的均勻性降低，導(dǎo)致最差的耐蝕性與最大的腐蝕電流（4.57 mA/cm2）；時(shí)效時(shí)間8 h，時(shí)效溫度從423 K提升至523 K，Mg21Ga5Hg3相的數(shù)量逐漸增多，大量分散的Mg21Ga5Hg3相可據(jù)溶解-再沉積機(jī)制顯著提升鎂基體的活化溶解。最終可確定經(jīng)473 K時(shí)效8 h的Mg-8.8%Hg-8%Ga具有最好的綜合電化學(xué)性能，其和AgCl組裝而成的電池比能量可達(dá)130 Wh/kg，優(yōu)于30 Wh/kg的鉛酸電池和88 Wh/kg的AP65/AgCl電池[65]。

Wang等[66]研究熱軋制及后續(xù)退火對(duì)AP65放電行為的影響。在此項(xiàng)工作中，在晶界分布的弱陰極相β-Mg17Al12被當(dāng)作腐蝕的障礙[67]，先進(jìn)行的400 ℃、24 h的均勻化熱處理可在保留熱力學(xué)穩(wěn)定性高的Al-Mn組織的基礎(chǔ)上使低熔點(diǎn)的β-Mg17Al12相溶于基體[68]，因此其比鑄態(tài)有更強(qiáng)的放電活性。緊接著對(duì)其進(jìn)行的多道次熱軋制可細(xì)化晶粒并顯著提高基體成分的均勻性，從而減弱了Al11Mn4和Al8Mn4相與基體構(gòu)成的電偶腐蝕，進(jìn)一步促進(jìn)了AP65的均勻溶解。由熱軋制產(chǎn)生的大量位錯(cuò)可成為Mg(OH)2膜的形核地點(diǎn)[69]，覆蓋在電極表面并減小電極反應(yīng)的活性區(qū)域，使得軋制態(tài)合金的放電電位甚至低于均勻態(tài)。最后研究人員又對(duì)軋制態(tài)的AP65進(jìn)行了150 ℃退火4 h，發(fā)現(xiàn)可在維持小晶粒尺寸的前提下減少高密度的位錯(cuò)和孿晶，使得退火態(tài)AP65較其他合金展現(xiàn)出更強(qiáng)的放電活性。

綜上所述，熱處理的具體參數(shù)（如溫度、時(shí)間）對(duì)合金的顯微組織均勻性有著顯著的影響，如成分偏析、第二相的析出與分布、晶粒大小和形態(tài)等。一般而言，大小均勻、形態(tài)規(guī)則、數(shù)量適中的第二相粒子可使鎂合金陽(yáng)極表現(xiàn)出較好的電化學(xué)活性。不恰當(dāng)?shù)臒崽幚頊囟然驎r(shí)間都達(dá)不到上述目的，為此必須要在充分了解第二相自身的性質(zhì)和分布情況下進(jìn)行熱處理參數(shù)的詳盡調(diào)整，才能達(dá)成鎂合金陽(yáng)極利用效率最大化的目標(biāo)。

3.3 塑性變形

目前，有關(guān)鎂陽(yáng)極的改進(jìn)措施仍大多專注于合金化和熱處理，有關(guān)塑性變形的研究相對(duì)較少。事實(shí)上由塑性變形造成的晶粒細(xì)化、第二相的破碎及重新分布、孿晶和位錯(cuò)的生成、晶粒取向的改變等，都與鎂陽(yáng)極的電化學(xué)性能息息相關(guān)。

Wu等[70]研究Mg-1.6%Hg-2%Ga在不同軋制厚度下的放電行為，發(fā)現(xiàn)第二相的析出情況和軋制程度密切相關(guān)。如圖8所示的背散射電子圖像，鑄態(tài)下Mg5Ga2相與Mg21Ga5Hg3相主要沿晶界分布；均勻化處理后，第二相都溶于鎂基體；若以3 m/min的擠壓速率擠壓至2 mm厚未發(fā)現(xiàn)第二相的析出；當(dāng)軋制至1.6 mm厚，可見(jiàn)大量的Mg5Ga2相析出，隨著軋制至0.35 mm厚，觀察到大量細(xì)小的Mg21Ga5Hg3相沉淀，由此推斷大的變形量可誘發(fā)Mg21Ga5Hg3相的析出。通過(guò)對(duì)比厚度0.8 mm與0.35 mm樣品的透射電子明場(chǎng)像（圖9）還可發(fā)現(xiàn)，厚度0.8 mm的樣品展現(xiàn)了清晰的等軸晶粒且含有少量的位錯(cuò)滑移帶，說(shuō)明其發(fā)生了相對(duì)完全的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶；然而存在大量Mg21Ga5Hg3相的0.35 mm厚樣品仍有大量的位錯(cuò)滑移帶，表明納米尺寸級(jí)的Mg21Ga5Hg3相可抑制原子擴(kuò)散和晶界遷移[71]，導(dǎo)致不完全再結(jié)晶。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示，弱陰極相Mg21Ga5Hg3可充當(dāng)腐蝕的障礙，因此減弱了Mg5Ga2相與基體間的電偶腐蝕；軋制產(chǎn)生的變形晶粒和位錯(cuò)等缺陷擁有更大的變形，能更易發(fā)生點(diǎn)腐蝕，其不如電偶腐蝕劇烈，因此總體上提升了0.35 mm厚樣品的耐蝕性。在電流密度為180 mA/cm2、3.5% NaCl溶液中放電時(shí)測(cè)得的0.35 mm厚Mg-Hg-Ga的陽(yáng)極效率可達(dá)(88.94±0.33)%，高于同等實(shí)驗(yàn)條件下擠壓態(tài)Mg-Al-Pb-La的86.1%[72]。

圖8 不同狀態(tài)下Mg-Hg-Ga合金的背散射電子圖像[72]

Wang等[73]研究熱擠壓過(guò)程中Mg-Al-Pb-Re（Ce和Y）的顯微結(jié)構(gòu)演變規(guī)律和電化學(xué)性能之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)若僅在400 ℃固溶24 h，固溶態(tài)Mg-Al-Pb-Re的微觀結(jié)構(gòu)為更粗大的等軸晶粒[(252.1±119.7) μm]和尺寸更大的γ相[(6.4±3.7) μm]，如Al2Ce和Al2Y，加速了自腐蝕的發(fā)生并降低了放電電壓值。當(dāng)在430 ℃熱擠壓至厚度15 mm或10 mm，可見(jiàn)明顯的晶粒細(xì)化和低能量的(0001)晶面，相較于固溶態(tài)抑制了自腐蝕的發(fā)生并提升了放電電壓值。但同時(shí)產(chǎn)生的還有大量的位錯(cuò)堆積以及強(qiáng)陰極相Mg0.78Pb0.22，不可避免地又增強(qiáng)了腐蝕，降低了電壓值，導(dǎo)致陽(yáng)極效率仍不盡如人意。若進(jìn)一步擠壓至厚度5 mm，雖然晶粒尺寸略微增大且(0001)取向的晶面密度降低，但此時(shí)位錯(cuò)的增多和強(qiáng)陰極相的活性溶解可顯著提升合金的耐蝕性，使其在10 mA/cm2下的陽(yáng)極效率達(dá)(64.1± 0.7)%，也更適合用作鎂-空氣電池陽(yáng)極。

圖10 擠壓態(tài)合金的晶粒取向圖[60]

通常來(lái)說(shuō)，塑性變形過(guò)程中生成的細(xì)小晶粒、均勻的基體成分有利于腐蝕產(chǎn)物剝落，鎂合金放電電位的負(fù)移，維持電極平穩(wěn)的放電過(guò)程。隨著變形程度的增加，還會(huì)造成第二相顆粒的析出或進(jìn)一步溶解，同樣對(duì)鎂合金的電化學(xué)性能有著不可忽略的影響。此外，塑性變形中增加的位錯(cuò)、孿晶等晶體缺陷，可作為鈍化膜的形核地點(diǎn)，導(dǎo)致放電活性降低。通常采用的措施是在較低溫度下進(jìn)行退火處理，在降低缺陷密度的基礎(chǔ)上維持晶粒細(xì)小的尺寸，使得鎂合金具備更優(yōu)的放電表現(xiàn)。另外，一些文獻(xiàn)還表明塑性變形可導(dǎo)致晶粒的擇優(yōu)取向，擁有低能量的{0001}晶面有更好的腐蝕抗力，而高能量的晶面往往更容易獲得電子，擁有更大的放電活性。所以，根據(jù)實(shí)際使用條件合理選擇適當(dāng)?shù)睦錈峒庸すに囀潜匾?。?為在上述所提常見(jiàn)鎂合金系的基礎(chǔ)上所做的改進(jìn)方式及性能提升的總結(jié)。

表1 常見(jiàn)鎂合金系的改進(jìn)方式及性能提升

Tab.1 Improvement methods and performance enhancements of the above-mentioned common magnesium alloy series

4 總結(jié)與展望

隨著社會(huì)的日益進(jìn)步，鎂電池作為一種環(huán)境友好型的高性能電源，特別是在中性鹽溶液或海水電解質(zhì)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。針對(duì)鎂合金存在的自腐蝕嚴(yán)重、放電活性不足、陽(yáng)極利用率不高的問(wèn)題，都可通過(guò)合金化、熱處理和塑性變形去改善。盡管如此，目前關(guān)于海水電池用鎂合金陽(yáng)極仍存在以下不足和改進(jìn)方向。

1）合金元素及其含量，以及不同合金元素之間的交互作用有待進(jìn)一步澄清。未來(lái)的發(fā)展也應(yīng)在現(xiàn)有合金系的基礎(chǔ)上更多地關(guān)注其他合金元素的添加，如Bi、In、Ca等，只有深入研究這些元素的作用機(jī)理，才能進(jìn)一步提高鎂陽(yáng)極的利用效率。

2）熱處理及塑性變后第二相形貌、數(shù)量和分布的演變，以及位錯(cuò)密度、晶粒尺寸和取向的改變等對(duì)電化學(xué)性能的影響缺乏系統(tǒng)的研究。

3）鎂陽(yáng)極在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)特征、電極表面的微觀電化學(xué)過(guò)程等仍缺乏深入的理論探討，這也是制約鎂陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)跨越性發(fā)展的根本原因。

今后的研究應(yīng)在充分地了解不同合金元素的作用機(jī)理上，去選擇更合適的熱處理和塑性變形參數(shù)，從而進(jìn)一步提高鎂合金陽(yáng)極的放電表現(xiàn)。針對(duì)一些高放電活性的鎂合金存在的重金屬污染問(wèn)題，開(kāi)發(fā)更加環(huán)保的鎂陽(yáng)極材料也是今后的研究方向。

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Advances in Magnesium Alloys as Anodes of Seawater Battery

1,1,1,1,2,1

(1. College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 211100, China; 2. Suqian Research Institute of Hohai University, Jiangsu Suqian 223800, China)

Magnesium alloys as a highly promising anode for seawater battery have gained great attention due to the negative standard potential, low mass density, high theoretical capacity. This review offers the research progress on seawater battery of magnesium anode materials in recent years, first introduces the classification of common seawater batteries (Mg/metal chloride battery, Mg/dissolved oxygen seawater battery, Mg/hydrogen peroxide semi-fuel battery), and elaborates the operating conditions and application fields of these batteries. Then, this paper summarizes the problems of magnesium anodes, including inevitable self-corrosion (galvanic corrosion, pit corrosion etc.) and negative difference effect, which promote the evolution of hydrogen and result in a decrease of anode utilization efficiency. In addition, corrosion products would attach to the surface of electrode, leading to the reduction of reactive area, thus making the discharge potential hard to meet the technique requirement. In view of the problems of magnesium anodes mentioned above, some improvements are discussed like alloying, heat treatment, plastic deformation. At present, Mg-Hg-Ga, Mg-Al-Pb, Mg-Al-Zn series etc. are of wide applications, and further optimizations such as extrusion, rolling or annealing, homogenization can be made on the basis of these alloy, thus develop magnesium anode materials of high-performance. Finally, this paper looks forward to the future development direction of magnesium alloy anodes.

seawater battery; magnesium anode; alloying; heat treatment; plastic deformation

TG172

A

1001-3660(2022)04-0001-13

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.04.001

2021-01-21；

2021-08-22

2021-01-21；

2021-08-22

國(guó)家自然科學(xué)基金（51979099）；江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（BE2017148）；江蘇省自然科學(xué)基金（BK20191303）

Supported by the National Natural Science Foundation of China (51979099); Primary Research & Development Project of Jiangsu Province (BE2017148); Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20191303)

谷亞嘯（1996—），男，碩士生，主要研究方向?yàn)殒V陽(yáng)極在海水激活電池中的應(yīng)用。

GU Ya-xiao (1996—), Male, Postgraduate, Research focus: magnesium anode used in seawater-activated battery.

江靜華（1971—），女，博士，教授，主要研究方向?yàn)楦咝阅芙饘俳Y(jié)構(gòu)材料、特種功能材料、金屬表面強(qiáng)韌化與耐蝕化等。

JIANG Jing-hua (1971—), Female, Doctor, Professor, Research focus: high-performance metal structure materials, special functional materials, strengthening and corrosion resistance of metal surface.

谷亞嘯, 江靜華, 謝秋媛, 等.海水電池用鎂合金陽(yáng)極的研究進(jìn)展[J]. 表面技術(shù), 2022, 51(4): 1-13.

GU Ya-xiao, JIANG Jing-hua, XIE Qiu-yuan, et al. Advances in Magnesium Alloys as Anodes of Seawater Battery[J]. Surface Technology, 2022, 51(4): 1-13.

責(zé)任編輯：萬(wàn)長(zhǎng)清