我国有色金属资源丰富,锌电积提取广泛使用Pb-Ag合金阳极,但仍客观存在析氧电位较高、力学和导电性能较差及阳极溶解污染电解液等不足,新型复合惰性阳极材料能充分发挥材料组元的多元复合与协同优势,倍受关注。本论文采用双脉冲电沉积,通过掺杂态导电聚苯胺(PANI)和碳化钨(WC)电催化活性颗粒与Pb2+的共沉积,在A1基体上制备了Al/Pb-PANI-WC复合惰性阳极材料。研究了复合惰性阳极材料表面及截面微观组织特征、成分分布；考察了复合惰性阳极材料在Zn2+-Mn2+-H2SO4体系中电化学性能参数变化规律、强化腐蚀形态和使用寿命,探讨了腐蚀失效原因；考察了锌电积模拟实验中恒电流极化时复合惰性阳极材料析氧电位、槽电压、Mn2+贫化率、电流效率和电耗等性能指标变化规律,取得主要结论如下：测试了Al/Pb-PANI-WC复合惰性阳极材料(双脉冲电沉积制备时间：2小时)的表面、截面微观组织特征与成分分布。在50g/L Zn2+、150g/L H28O4的溶液中以及35℃下,测试了复合惰性阳极材料的阳极极化曲线和循环伏安曲线。结果表明：该复合惰性阳极材料的表面微观组织结构致密,成分分布均匀。界面结合紧密,组织结构缺陷少。交换电流密度高、析氧过电位低,电极反应可逆性较好。在50g/LZn2+、5g/LMn2+、150g/LH28O4溶液中以及35℃下,考察了Al/Pb-PANI-WC复合惰性阳极材料(双脉冲电沉积制备时间：4h和8h)电化学性能参数的变化规律、强化腐蚀形态和使用寿命,探讨了腐蚀失效原因。结果表明：与双脉冲电沉积4h制备的复合惰性阳极材料和Pb-1wt%Ag合金阳极相比,双脉冲电沉积8h制备的复合惰性阳极材料的析氧过电位更低,耐腐蚀性和电催化活性更好；电解液通过微孔渗透到沉积层内部发生局部腐蚀,以及局部腐蚀延伸和扩展导致部分沉积层脱落是引起材料失效的主要原因；在大电流密度为10000A m-2时,双脉冲电沉积4h和8h下制备的Al/Pb-PANI-WC复合惰性阳极材料的服役时间分别为8h和16h,转化为一般工业电流密度500A·m-2下的使用寿命分别达到133天和267天。在50g/L Zn2+、5g/L Mn2+、150g/LH2SO4溶液中以及35℃、500A·m-2下,双脉冲电沉积4h和8h下制备的复合惰性阳极材料的析氧电位为2.08V和2.06V,比Pb-1.0wt%Ag合金阳极的析氧电位分别降低160-180mV；槽电压为3.0V和2.9V,比Pb-1.0wt%Ag合金阳极的槽电压分别降低0.2V和0.3V；Mn2+贫化率为4.76%和3.90%,比Pb-1.0wt%Ag合金阳极的Mn2+贫化率分别降低8.52%和9.38%；电流效率为92.5%和93.2%,比Pb-1.0wt%Ag合金阳极的电流效率分别提高1.7%和2.4%；电耗为2659.5kW-h/(t-Zn)和2551.5kW-h/(t-Zn),比Pb-1.0wt%Ag合金阳极的电耗分别降低230.4kW·h/(t·Zn)和338.4kW·h/(t·Zn)。
