随着人们对油气资源的开发利用,陆地上的油气资源已经日趋枯竭。据有关统计,南海蕴藏的石油和天然气资源相当于中国全部油气资源的三分之一,但其中70%的油气资源都蕴藏在海面300米以下的深水区。开发利用这些资源必须开展深海石油工程。而为保护海洋金属设施而使用的传统牺牲阳极在浅海使用时,其电化学性能表现优良,但是在深海中使用时就会出现表面溶解不均匀、电位正移、电流效率降低等问题,严重影响牺牲阳极对金属构件的保护能力。因此,为了研制深海用高活性铝基牺牲阳极,本文以目前海洋防腐常用的Al-Zn-In-Si牺牲阳极和Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极为研究对象,研究热处理制度、阳极成分及深海环境对其电化学性能的影响。研究了合金冷却速度、浇铸方式、热处理时间和热处理温度对铝合金牺牲阳极的电化学性能的影响,结果表明:电化学性能不仅与合金成分及合金中活化元素的固溶度有关,还与合金中第二相和偏析相的多少有关。第二相和偏析相过少会使合金的点蚀过程无法进行,表面氧化膜难以破坏,合金电负性大幅度正移,但是第二相和偏析相过多,会引起合金的点蚀过剩,其自腐蚀率上升,电流效率下降。研究表明:在500℃下保温4h后水冷得到第二相和偏析相较为合理,此时阳极电流效率提高,腐蚀电位负移,腐蚀产物易脱落,溶解形貌均匀,综合性能最好。研究了不同Fe含量对Al-Zn-In-Si阳极合金和Al-Zn-In-Mg-Ti阳极合金的电化学性能的影响,结果表明:Fe含量的增加会严重影响Al-Zn-In-Si阳极合金的活化溶解,Fe含量越高,合金的自腐蚀越严重,合金的电流效率越低,特别是当Fe含量超过0.2%,合金电流效率降低到了 50%以下。但是Fe含量的增加对Al-Zn-In-Mg-Ti阳极合金的活化溶解影响相对较小,而且还会使得其腐蚀电位负移。Al-Zn-In-Mg-Ti阳极合金的综合电化学性能随着Fe含量的增加先变好再变差,且当Fe含量在0.15%左右时,阳极合金的电化学性能最好。研究了海水温度、含氧量和盐度对铝合金牺牲阳极电化学性能的影响,结果表明.:温度的降低会降低合金中活化元素的活度,减缓溶解初期合金的点蚀,使得合金溶解更加均匀。氧含量的降低有利于合金工作电位的稳定。但是温度降低和氧含量的降低都有利于阳极溶解产物的附着,一旦合金中Fe含量超标,合金表面会包裹一层致密的溶解产物,将合金与海水隔离开,导致阳极失活。海水中盐度对牺牲阳极无明显影响。因此,为得到深海用高活性铝基牺牲阳极,应在合金浇铸时控制模具温度,以得分布均匀和大小合适的第二相和偏析相,且使用时应尽可能使用Fe含量低于0.1%的Al-Zn-In-Si阳极合金,但考虑到经济效益,可使用铁含量在0.1%~0.15%之间的Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极。