Влияние лития на анодное поведение алюминиевого проводникового сплава AlTi0.1 в среде электролита NaCl

Среди всех известных металлов алюминий по электропроводности занимает 4-е место после серебра, меди и золота. Электропроводность отожженного алюминия составляет приблизительно 62 % IACS от электропроводности отожженной стандартной меди, которая при t = 20 °C принимается за 100 % IACS. Однако благодаря малому удельному весу алюминий обладает проводимостью на единицу массы в 2 раза большей, чем медь, что дает нам представление об экономической выгодности применения его в качестве материала для проводников. При равной проводимости (одна и та же длина) алюминиевый проводник имеет площадь поперечного сечения на 60 % больше, чем медный, а его масса составляет только 48 % от массы меди. В большинстве случаев в электротехнике использование алюминия в качестве проводника затруднено, а часто и просто невозможно из-за его низкой механической прочности. Повышение этого значимого показателя возможно за счет введения легирующих добавок. В таком случае механическая прочность возрастает, вызывая, однако, заметное снижение электропроводности. В работе исследовано влияние добавки лития на анодное поведение алюминиевого проводникового сплава марки А5, модифицированного 0,1 мас.% Ti (сплава AlTi0.1), в среде электролита NaCl. Эксперименты проведены потенциостатическим методом в потенциодинамическом режиме при скорости развертки потенциала 2 мВ/с. Показано, что добавка лития в сплав AlTi0.1 способствует смещению потенциалов свободной коррозии, питтингообразования и репассивации в положительную область значений, а скорость коррозии при введении 0,01–0,50 мас.% Li снижается на 10–20 %. В зависимости от концентрации хлорид-иона в электролите NaCl отмечен рост скорости коррозии сплавов и смещение электрохимических потенциалов в область отрицательных значений.

1. Снитовский Ю.П. Влияние состава легирующих элементов на физико-механические свойства алюминия. Вестник Югорского государственного университета. 2022;4(67):68—76. https://doi.org/10.18822/byusu20220468-76

2. Короткова Н.О., Белов Н.А., Авксентьева Н.Н, Аксенов А.А. Влияние добавки кальция на фазовый состав и физико-механические свойства проводникового сплава Al—0,5% Fe—0,2% Si—0,2% Zr—0,1%Sc. Физика металлов и металловедение. 2020; 121(1): 105—112. https://doi.org/10.31857/S001532302001009Х

3. Белов Н.А., Алабин А.Н., Прохоров А.Ю. Влияние добавки циркония на прочность и электросопротивление холоднокатаных алюминиевых листов. Известия вузов. Цветная металлургия. 2009;(4):42—47.

4. Duan Yu., Xu G.F., Zhou L., Xiao D. Achieving high superplasticity of a traditional thermal—mechanical processed non-superplastic Al—Zn—Mg alloy sheet by low Sc additions. Journal of Alloys and Compounds. 2015;638:364—373. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.03.090

5. Belov N.A., Alabin A.N., Teleulova A.R. Comparative analysis of alloying additives as applied to the production of heat-resistant aluminum-base wire. Metal Science and Heat Treatment. 2012;9:455—459. https://doi.org/10.1007/s11041-012-9415-5

6. Белый Д.И. Алюминиевые сплавы для токопроводящих жил кабельных изделий. Кабели и провода. 2012;1:8—15.

7. Chao R.Z., Guan X.H., Guan R.G., Tie D., Lian C., Wang X. Effect of Zr and Sc on mechanical properties and electrical conductivities of Al wires. Transactions of Non-Ferrous Metals Society of China (Eng. Ed.). 2014;24:3164—3169. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(14)63456-7

8. Fallah V., Langelier B., Ofori-Opoku N., Raeisinia B., Provatas N., Esmaeili S. Cluster evolution mechanisms during aging in Al—Mg—Si alloys. Acta Materialia. 2016;103:290—300. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.09.027

9. Mavlyutov A.M., Bondarenko A.S., Murashkin M.Y., Boltynjuk E.V., Valiev R.Z., Orlova T.S. Effect of annealing on microhardness and electrical resistivity of nanostructured SPD aluminium. Journal of Alloys and Compounds. 2017;698:539—546. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.12.240

10. Останина Т.В., Швейкин А.И., Трусов П.В. Измельчение зеренной структуры металлов и сплавов при интенсивном пластическом деформировании: экспериментальные данные и анализ механизмов. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2020;2: 85—111. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.2.08

11. Gloria A., Montanari R., Richetta M., Varone A. Alloys for aeronautic applications: state of the art and perspectives. Metals. 2019;9(6):662. https://doi.org/10.3390/met9060662

12. Jarry P., Rappaz M. Recent advances in the metallurgy of aluminium alloys. Pt. I: Solidification and Сasting. C. R. Phys. 2018;19:672—687. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2018.09.003

13. Деев В.Б., Ри Э.Х., Прусов Е.С., Ермаков М.А., Гончаров А.В. Модифицирование литейных алюминиевых сплавов системы Al—Mg—Si обработкой жидкой фазы наносекундными электромагнитными импульсами. Известия вузов. Цветная металлургия. 2021;27(4):32—41. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2021-4-32-41

14. Долгополов В.Г., Дубровский В.А., Симонов М.Ю., Симонов Ю.Н., Юрченко А.Н., Шибанова К.А. Способы влияния на структуру и свойства алюминиевых сплавов, используемых в авиакосмической отрасли. Вестник ПНИПУ. 2016;18(2):50—62. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2016.2.04

15. Дуюнова В.А., Трапезников А.В., Леонов А.А., Коренева Е.А. Модифицирование литейных алюминиевых сплавов (обзор). Труды ВИАМ. 2023;4(122):14—26. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2023-0-4-14-26

16. Григорьева И.О., Дресвянников А.Ф., Храмова А.В., Михалишин И.О. Влияние анионов на электро-химическое поведение алюминия в растворах солей. Вестник технологического университета. 2018;21(7):46—50.

17. Григорьева И.О., Дресвянников А.Ф., Хайруллина Л.Р., Печенина Ю.С. Особенности анодного растворения комбинированного электрода железотитан в водных растворах, содержащих галогенидионы. Вестник технологического университета. 2017;20(13):43—47.

18. Григорьева И.О., Межевич Ж.В. Технология электрохимической и химической обработки металлов. Казань: КНИТУ, 2019. 144 с.

19. Dresvyannikov A.F., Grigoryeva I.O., Khayrullina L.R. Anodic behavior of a titanium-aluminum hybrid electrode: Formation of hydroxide-oxide compounds. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2017;53(6):1050—1058. https://doi.org/10.1134/S2070205117060090

20. Попова А. А. Методы защиты от коррозии: Курс лекций. Санкт-Петербург: Лань, 2014. 272 с. https://e.lanbook.com/book/211634

21. Андрушевич А.А., Ушеренко С.М. Коррозионная стойкость динамически нагруженного литейного сплава АК12. Литье и металлургия. 2017;2(87):70—75. https://rep.bntu.by/handle/data/31584

22. Ganiev I.N., Rakhmatulloeva G.M., Zokirov F.Sh., Eshov B.B. The effect of sodium additives on the anodic behavior of AlTi0.1 aluminum conductor alloy in a medium of NaCl electrolyte. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2023;59(4):451—455. https://doi.org/10.1134/S2070205123700727

23. Ганиев И.Н., Файзуллоев Р.Дж., Зокиров Ф.Ш. Влияние кальция на анодное поведение алюминиевого проводникового сплава AlTi0.1 в среде электролита NaCl. Известия СПбГТИ (ТУ). 2021; 58(84):33—37. https://doi.org/10.36807/1998-9849-2021-58-84-33-37

24. Зокиров Ф.Ш., Ганиев И.Н., Бердиев А.Э., Сангов М.М. Влияние бария на анодное поведение сплава АК12М2. Вестник Таджикского технического университета. Серия: Инженерные исследования. 2018;3(43):30—33.

25. Зокиров Ф.Ш., Ганиев И.Н., Бердиев А.Э., Сангов М.М. Влияние стронция на анодное поведение сплава АК12М2. Доклады АН Республики Таджикистан. 2019;62(2):93—98.

26. Ганиев И.Н., Зокиров Ф.Ш., Амиров А.Дж. Влияние лантана на анодное поведение алюминиевого проводникового сплава AlTi0.1 в среде электролита NaCl. Вестник ПНИПУ. 2023;3:66—78. https://doi.org/10.15593/2224-9400/2023.3.05

27. Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977. 272 с.

28. Постников Н.С. Коррозионно-стойкие алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1976. 301 с.