轻金属铝镁钠钾钙锶钡
铝合金:海洋结构上乘材料



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福建福清兴化湾二期海上风电场。
 
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深远海养殖平台“福鲍一号”。
 
 
  铝及铝合金有很多的优秀性能,是制造海洋结构和船舶舰艇的上乘材料,不予多述,在此仅说说它们的抗腐蚀性能。大多数人都认为,海水和海洋气候对大多数金属来说都是很强的腐蚀剂,所以铝及铝合金不宜于制造海洋结构,其实不然,有些铝合金不但是制造岸边、岸基设施与船舰上部、内部的好材料,也是制造舰船水下部分即船体的材料,早在上世纪30年代就有用铝合金制造船体的实例。
 
  铝及铝合金上的氧化膜对其电极电位影响很大,4N铝在5.3%NaCl+0.3%H2O2溶液中对甘汞电极的电位为-0.87+0.0lV,凡是对氧化膜有影响的因素都对电位有影响。因此,氧化膜对铝及铝合金的抗蚀性有着决定性的意义:凡是能改善氧化膜致密性、增加氧化膜厚度、提高氧化膜绝缘性能的因素都有助抗蚀性的提高。为此,在海洋环境中应用的一切铝材都必须经过适当的表面处理。
 
  铝及铝合金在海水中的抗蚀性按递降次序排列如下:铝-镁合金(5xxx系)、铝(1xxx系)、铝-锰合金(3xxx系)、铝-镁-硅合金(6xxx系)、铝-锌-镁合金(7xxx系)、铝-硅合金(4xxx系)、铝-锌-铜-镁合金(7xxx系)、铝-铜-镁合金(2xxx系)及铝-铜合金(2xxx系)。因此,在选择海洋结构材料时,应首选5xxx系合金,同时,合金的镁含量宜≤5%,以便有良好的成形性能。
 
  目前,中国正在大力发展海上风电与深远海养殖,应大力推广铝材在其装备中的应用。右图为福建福清兴化湾二期海上风电场和福建连江县苔菜镇海域的深远海养殖平台“福鲍一号”。福建福清兴化湾二期海上风电场已成功并网发电,装机容量10MW。据笔者匡算,它们的铝材用量可达25%~30%,但现在用量还相差较大,有待进一步推广。

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