·1052 工程科学学报，第43卷，第8期 恒电流极化60min后，可看出超混沌电流极化作 从表1可知，未进行恒电流极化的裸铅合金 用后电极的析氧活性得到一定程度的促进，通过 阳极的腐蚀电流密度为6.44×10Acm2,随着恒 交换电流密度()和电极操作条件下的过电位() 电流极化时间的延长，腐蚀电流密度jcom呈现出 间的Tafel关系式以半对数绘图，得到相应的Tafel 增大趋势，超混沌电流极化作用30min、60min后 斜率，结果如图7(b)所示.在电流密度为350Am2 电极的腐蚀电流密度分别为1.318×10和1.698× 时，裸铅合金电极、直流极化60min电极、超混 10-4Acm2,均比相同时间下的直流极化的腐蚀电 沌电流极化60min电极的析氧过电位分别为： 流小.对比可知，超混沌电流极化作用后生成的锰 1.060、0.932和0.918V.说明超混沌电流作用一定 氧化物提高了铅合金阳极表面耐腐蚀性能，可延 时间后降低了阳极析氧过电位，电极表现出较好 长电极的使用寿命 的电化学性能 2.4阳极锰氧化物化学表征 2.3 Tafel曲线 恒电流（直流和超混沌电流）极化后，收集阳 40℃恒温条件下，在硫酸锰电解液中先分别 极沉积的锰氧化物，进行X射线衍射分析，结果如 进行恒电流（直流和超混沌电流）极化测试一段时 图9所示.可以看出两种类型电流极化作用后，阳 间后，再在1molL的H,SO4溶液中进行塔菲尔 极氧化物均为MnO2,所不同的是直流极化作用下 曲线测试，得到曲线如图8所示.从塔菲尔曲线中 得到的锰氧化物的MnO2特征峰更明显，而超混沌 可以得出不同条件下的阳极电极对应的腐蚀电位 电流极化作用下得到阳极MnO2的特征峰较弱，更 和腐蚀电流密度 偏向于无定形态 0 -0min .=.DC,30 min HCC,30 min -DC -.-..DC,60 min -HCC,60 min -HCC MnO2 0 0.2 0.40.6 0.8 1.0 1.2 Potential/V 20 30 40 50 60 70 28M) 图8不同恒电流极化时间下铅合金电极的塔菲尔曲线 Fig.8 Tafel plots of lead alloy electrodes under different galvanostatic 图9阳极沉积MnO,的X射线衍射图 polarization times Fig.9 XRD patterns of anodic deposited MnOz 恒电流极化一段时间后电极的腐蚀电位比未 阳极MnO2的扫描电镜图如图10所示.图10(a) 进行恒电流极化的裸铅合金阳极(0min)向正方向 为直流极化作用下得到的MnO,微观形貌，其整体 移动，腐蚀电流也发生改变，说明恒电流极化一段 呈现一种较为疏松的块状聚集态结构，表面粗糙 时间后电极表面生成的锰氧化物影响了电极的耐 不平：图10(b)为超混沌电流极化作用下得到的 腐蚀性能.对图8曲线数据进行拟合分析，其相应 MnO2微观形貌，呈现类似薄脆多层饼的结构，其 的腐蚀性能参数如表1所示 表面相对于直流极化下的MnO2稍平整致密.这 表1不同恒电流极化下铅合金电极的耐蚀情况 种较为平整致密的结构有助于提高电极的耐腐蚀 Table 1 Corrosion parameters of lead alloy electrodes under different 性能，这与塔菲尔曲线测试结果是一致的.结合上 galvanostatic polarization 述分析结果，说明超混沌电流作用下阳极生成的 Polarization conditions jcom/(10A.cm) EconV MnO2因化学结构和形貌的特殊性，在一定程度上 0min 0.644 0.476 可以提高阳极析氧反应活性，且对铅合金阳极在 DC,30 min 1.814 0.476 极化过程中起到一定的耐腐蚀保护作用.另一方 DC,60 min 1.908 0.578 面，超混沌电流作用下，相应的阳极电势振荡行为 HCC,30 min 1.318 0.505 也因阳极MnO2化学特性的不同，得到一定程度的 HCC,60 min 1.698 0.593 有效调控恒电流极化 60 min 后，可看出超混沌电流极化作 用后电极的析氧活性得到一定程度的促进，通过 交换电流密度（j）和电极操作条件下的过电位（η） 间的 Tafel 关系式以半对数绘图，得到相应的 Tafel 斜率，结果如图 7（b）所示. 在电流密度为 350 A·m−2 时，裸铅合金电极、直流极化 60 min 电极、超混 沌电流极化 60 min 电极的析氧过电位分别为 ： 1.060、0.932 和 0.918 V. 说明超混沌电流作用一定 时间后降低了阳极析氧过电位，电极表现出较好 的电化学性能. 2.3    Tafel 曲线 40 ℃ 恒温条件下，在硫酸锰电解液中先分别 进行恒电流（直流和超混沌电流）极化测试一段时 间后，再在 1 mol·L−1 的 H2SO4 溶液中进行塔菲尔 曲线测试，得到曲线如图 8 所示. 从塔菲尔曲线中 可以得出不同条件下的阳极电极对应的腐蚀电位 和腐蚀电流密度. 0 −1 −2 −3 −4 −5 −6 0 0.2 0.4 0.6 Potential/V 0.8 1.0 1.2 lg(j/(A·cm−2)) 0 min DC, 30 min DC, 60 min HCC, 30 min HCC, 60 min 图 8    不同恒电流极化时间下铅合金电极的塔菲尔曲线 Fig.8    Tafel plots of lead alloy electrodes under different galvanostatic polarization times 恒电流极化一段时间后电极的腐蚀电位比未 进行恒电流极化的裸铅合金阳极（0 min）向正方向 移动，腐蚀电流也发生改变，说明恒电流极化一段 时间后电极表面生成的锰氧化物影响了电极的耐 腐蚀性能. 对图 8 曲线数据进行拟合分析，其相应 的腐蚀性能参数如表 1 所示. 表 1 不同恒电流极化下铅合金电极的耐蚀情况 Table  1    Corrosion  parameters  of  lead  alloy  electrodes  under  different galvanostatic polarization Polarization conditions jcorr/(10−4A·cm−2) Ecorr/V 0 min 0.644 0.476 DC, 30 min 1.814 0.476 DC, 60 min 1.908 0.578 HCC, 30 min 1.318 0.505 HCC, 60 min 1.698 0.593 从表 1 可知，未进行恒电流极化的裸铅合金 阳极的腐蚀电流密度为 6.44 ×10−5 A·cm−2，随着恒 电流极化时间的延长，腐蚀电流密度 jcorr 呈现出 增大趋势，超混沌电流极化作用 30 min、60 min 后 电极的腐蚀电流密度分别为 1.318×10−4 和 1.698× 10−4 A·cm−2，均比相同时间下的直流极化的腐蚀电 流小. 对比可知，超混沌电流极化作用后生成的锰 氧化物提高了铅合金阳极表面耐腐蚀性能，可延 长电极的使用寿命. 2.4    阳极锰氧化物化学表征 恒电流（直流和超混沌电流）极化后，收集阳 极沉积的锰氧化物，进行 X 射线衍射分析，结果如 图 9 所示. 可以看出两种类型电流极化作用后，阳 极氧化物均为 MnO2，所不同的是直流极化作用下 得到的锰氧化物的 MnO2 特征峰更明显，而超混沌 电流极化作用下得到阳极 MnO2 的特征峰较弱，更 偏向于无定形态. 10 20 30 40 2θ/(°) 50 60 70 Intensity (a.u.) DC HCC MnO2 图 9    阳极沉积 MnO2 的 X 射线衍射图 Fig.9    XRD patterns of anodic deposited MnO2 阳极 MnO2 的扫描电镜图如图 10 所示. 图 10（a） 为直流极化作用下得到的 MnO2 微观形貌，其整体 呈现一种较为疏松的块状聚集态结构，表面粗糙 不平；图 10（b）为超混沌电流极化作用下得到的 MnO2 微观形貌，呈现类似薄脆多层饼的结构，其 表面相对于直流极化下的 MnO2 稍平整致密. 这 种较为平整致密的结构有助于提高电极的耐腐蚀 性能，这与塔菲尔曲线测试结果是一致的. 结合上 述分析结果，说明超混沌电流作用下阳极生成的 MnO2 因化学结构和形貌的特殊性，在一定程度上 可以提高阳极析氧反应活性，且对铅合金阳极在 极化过程中起到一定的耐腐蚀保护作用. 另一方 面，超混沌电流作用下，相应的阳极电势振荡行为 也因阳极 MnO2 化学特性的不同，得到一定程度的 有效调控. · 1052 · 工程科学学报，第 43 卷，第 8 期