1、鎂合金具有密度小，理論比容量大，標(biāo)準(zhǔn)電極電位負(fù)、電壓范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此作為陽(yáng)極材料被廣泛應(yīng)用于化學(xué)電源中。目前，鎂基陽(yáng)極材料還存在極化嚴(yán)重、陽(yáng)極利用率低、激活時(shí)間長(zhǎng)等不足。傳統(tǒng)鎂基陽(yáng)極材料的開(kāi)發(fā)以“嘗試法”為主，研發(fā)周期長(zhǎng)，浪費(fèi)了大量人力和物力，嚴(yán)重阻礙了鎂基陽(yáng)極材料的發(fā)展。2011年，隨著“材料基因組”計(jì)劃的的提出，研究者希望通過(guò)材料的設(shè)計(jì)來(lái)開(kāi)發(fā)新型鎂基材料。相圖作為“材料基因組”中的重要組成部分，受到越來(lái)越多研究者的關(guān)注。目前為止，

2、已報(bào)道的鎂基陽(yáng)極材料相平衡信息相對(duì)匱乏，有必要對(duì)其相平衡信息進(jìn)行完善，并利用CALPHAD(Calculation of Phase Diagrams)方法，建立Mg陽(yáng)極材料多元系的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)開(kāi)發(fā)新型鎂基陽(yáng)極材料具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本研究主要通過(guò)合金法對(duì)部分重要Mg-(Pb，Zn，Al，Sn)基三元系的相平衡進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定，并利用CALPHAD方法對(duì)上述三元系的相圖進(jìn)行了熱力學(xué)優(yōu)化與計(jì)算，建立了Mg基陽(yáng)極

3、材料多元系的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。利用所建立的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)合理的合金成分，并對(duì)Mg基合金的組織控制與電化學(xué)性能等開(kāi)展了研究工作。本研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)本研究通過(guò)合金法對(duì)Mg-Pb-X(X: Zn、Al、Sn)、Al-Pb-X(X: Zn、Sn)和Al-Sn-Zn各三元系在200℃、300℃和400℃時(shí)的等溫截面相圖進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定。在上述實(shí)驗(yàn)測(cè)定的各三元系等溫截面相圖中均未發(fā)現(xiàn)三元化合物的存在。
　　(2)本研究系統(tǒng)地

4、收集和整理現(xiàn)有的熱力學(xué)性質(zhì)及相圖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用合理的熱力學(xué)模型，對(duì)Pb-X(X: Mg、 Eu、Lu)、Mg-Pb-X(X: Zn、Al、Sn)、Al-Pb-X(X:Zn、Sn)和Al-Sn-Zn各體系的相平衡進(jìn)行了熱力學(xué)優(yōu)化與計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果取得了良好的一致性。結(jié)合本研究所取得熱力學(xué)數(shù)據(jù)以及收集文獻(xiàn)報(bào)道的熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果，充分考慮模型的兼容性和統(tǒng)一性，建立了Mg-Pb-Zn-Al-Ga-Sn多元系的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　(

5、3)本研究利用Mg-Pb-Zn-Al-Ga-Sn多元系的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算了Mg-5Pb-Zn、Mg-Pb-Zn-Al、Mg-Pb-Zn-Ga、Mg-Pb-Zn-Al-Sn、Mg-Pb-Zn-Al-Ga和Mg-Pb-Zn-Al-Ga-Sn的縱截面相圖和相分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線。結(jié)合縱截面相圖和相分?jǐn)?shù)的計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)并制備了一系列合金。
　　(4)本研究通過(guò)不同的熱處理工藝實(shí)現(xiàn)了對(duì)微觀組織的控制。鑄態(tài)合金中的合金元素富集在晶界處，隨著

6、熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)合金元素逐漸固溶在鎂基體中;當(dāng)Zn含量較少時(shí)合金為均一的固溶體，當(dāng)Zn含量為7wt.％時(shí)，合金中MgZn的析出量為0.9％;在Mg-5Pb-7Zn合金中添加微合金化元素Al和Ga，隨著微合金化元素含量的增加，合金中分別析出了Al12Mg17相和Mg5Ga2相;合金在300℃保溫72 h時(shí)組織均勻。
　　(5)本研究對(duì)一系列合金電極在300℃保溫72 h時(shí)的樣品進(jìn)行了線性極化、恒電流放電和交流阻抗測(cè)試。研究結(jié)果表明M