电化学保护技术及其应用第三讲牺牲阳极
牺牲阳极简介
牺牲阳极简介牺牲阳极是指电解池理论金属做阳极情况下，阳极（金属）随着流出的电流而逐渐消耗，故称为牺牲阳极。
牺牲阳极通常仅经济地应用在保护电流需要量小的构筑物上和低土壤电阻率环境中。
锌阳极铝阳极镁阳极牺牲阳极工作原理根据电化学原理，把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内，当有导线连接时就有电流流动，这时，电极电位较负的金属为阳极、利用两金属的电极电位差作阴极保护的电流源。
这就是牺牲阳极法的基本原理。
牺牲阳极材料的要求：1、要有足够负的稳定电位；2、自腐蚀速率小且腐蚀均匀，要有高而稳定的电流效率；3、阳极材料的电容量要大；4、必须有高的电流效率；5、工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落；6、腐蚀产物不污染环境，无公害；7、材料来源广，加工容易，价格低廉。
牺牲阳极材料分类常用的牺牲阳极材料主要有镁和镁合金、锌和锌合金、铝合金三大类。
在个别工程项目中，由于情况特殊而采用了铁阳极或锰阳极作为牺牲阳极进行阴极保护。
1.铝合金牺牲阳极：多用于海洋或容器（储罐）内阴极保护。
钢桩码头安装铝阳极2.锌合金牺牲阳极：用于海水或低电阻率的土壤中，应用条件土壤电阻率≤15Ω·m。
3.镁合金牺牲阳极：多用于土壤环境,应用条件土壤电阻率≥15Ω·m。
由这三种金属材料又生产出多种形状、类型的不同的牺牲阳极。
我们立博防腐工程有限公司生产的种类繁多，其中包括：锌带、船体常用锌合金牺牲阳极、压载水舱常用锌合金牺牲阳极、海洋工程常用锌合金牺牲阳极、储罐内常用锌合金牺牲阳极、储罐内常用铝合金阳极、港工设施铝合金牺牲阳极、镯式铝合金牺牲阳极、高电位镁合金牺牲阳极、镯式镁合金牺牲阳极、镁带等多种环境适用型号。
牺牲阳极的优缺点优点：1.不需要外部电源，容易安装；2.一次性投资费用低，在运行过程中很少维护；3.无杂散电流干扰，适用于厂区和无电源的长输管道，以及小规模的分散管道保护；4.保护电流的利用率较高，不会产生过保护；5.多数情况下易于增加阳极；6.提供均匀的电流分配；缺点：1.较低的驱动电压/电流，保护范围小；2.对于劣质涂层的结构物需要较多的阳极；3.在高电阻的土壤环境下受限制，即土壤电阻率大于50Ω.m时，一般不宜选用牺牲阳极保护法；5.有效阴极保护年限受牺牲阳极寿命的限制，需要定期更换；。
牺牲阳极
牺牲阳极阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法是在保护钢铁设备上连接一种更易失去电子的金属或合金。
例如：钢闸门的保护，有的就应用这种方法。
它是一种比较更为活泼的金属，如锌等，连接在钢闸门上。
这样，当发生电化腐蚀时，被腐蚀的是那种比铁更活泼的金属，而铁被保护了。
通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装上一定数量的锌块，来防止船壳等的腐蚀，就是应用的这种方法。
目前，电化学保护发出应用除海水或河道中钢铁设备的保护外，还应用于防止电缆、石油管道、地下设备和化工设备等的腐蚀。
电位定义：电位又称电势，是指单位电荷在静电场中的在某一点所具有的电势能[1]。
电位是电能的强度因素，它的大小取决于电势零点的选取，其数值只具有相对的意义。
通常，选取无穷远处为电势零点，这时，其数值等于电荷从该处经过任意路径移动到无穷远处所做的功（人为假定无穷远处的势能为零）与电荷量的比值。
电势常用的符号为U，在国际单位制中的单位是伏特(V)（简称伏，用V表示,是voltage的缩写）。
当单位正电苛通过一个物质相A的相界面时，因在A的相界面上存在着表面电势，是不定值，故一个物质相中某一位置的“绝对”电位无法确定，也不能测量，人们能测量的只是相同的物相内，两个不同位置的电位差△φ或电势E。
实际上当人们遇到“电位”、“电势”或“电压”等词时，一般都是指“电位降”，即电势；只有在理论探讨时，“电位”这一概念才有用。
另外,在电子学中,电位常指某点到参考点的电压降.其中,参考点可任意选择,但常选在电路的公共接点处,不一定是接地点.然而,一般都把参考点当成零电位点,便于电位的计算.电位有个很重要的特性,就是零电位点.所谓零电位点,是指电路中电位相同的点.它的特点:零电位点之间电压差等于0.若用导线或电阻将等电位点连接起来,其中没有电流通过，不影响电路原来工作状态.阳极保护的原理：当某种金属浸入电解质溶液时，金属表面与溶液之间就会建立起一个电位，腐蚀电化学中把这个电位称为自然腐蚀电位。
牺牲阳极材料
牺牲阳极材料在电化学领域，阳极材料是电化学反应中不可或缺的一部分。
它们承担着电子传递和催化反应的重要作用。
然而，有时为了实现特定的电化学反应，我们可能需要选择一些特殊的阳极材料，这就需要进行一定程度的牺牲。
本文将就牺牲阳极材料的相关内容进行探讨。
首先，牺牲阳极材料可能是出于对特定电化学反应的需要。
有些电化学反应对阳极材料的要求非常高，需要具有特定的电催化性能或者特殊的化学稳定性。
在这种情况下，我们可能需要选择一些相对昂贵或者难以获取的阳极材料，这就需要做出一定的牺牲。
尽管这可能会增加成本和资源消耗，但为了实现特定的电化学反应，这种牺牲是必要的。
其次，牺牲阳极材料可能是出于对电化学设备性能的优化。
在一些特殊的电化学设备中，阳极材料的选择对设备性能有着重要影响。
为了提高设备的稳定性、效率和寿命，我们可能需要选择一些具有特殊性能的阳极材料，这就需要做出一定的牺牲。
尽管这可能会增加设备的制造成本和维护成本，但为了获得更好的性能表现，这种牺牲是值得的。
另外，牺牲阳极材料可能是出于对环境保护和资源可持续利用的考虑。
在一些电化学反应中，传统的阳极材料可能会产生有害物质或者对环境造成污染。
为了减少对环境的影响，我们可能需要选择一些环保型的阳极材料，这就需要做出一定的牺牲。
尽管这可能会增加生产和处理的成本，但为了实现清洁生产和可持续发展，这种牺牲是必要的。
总的来说，牺牲阳极材料是在特定需求下为了实现特定目标而进行的一种选择。
尽管这可能会带来一些成本和资源的损失，但在特定的情况下，这种牺牲是必要的。
我们需要根据具体的需求和目标来选择适合的阳极材料，以实现最佳的电化学性能和最大程度的资源利用。
同时，我们也需要不断探索和研发新型的阳极材料，以满足不断变化的电化学需求和环境保护的要求。
在选择牺牲阳极材料时，我们需要综合考虑电化学反应的特性、设备的性能要求、环境保护和资源可持续利用等因素，以做出合理的选择。
只有在全面考虑的基础上，我们才能实现最佳的电化学反应效果和最大程度的资源利用，同时保护环境和促进可持续发展。
牺牲阳极的工作原理
牺牲阳极的工作原理牺牲阳极，也称为非铂类阳极（Non-platinum anode, NPA），是指在金属腐蚀保护领域中，一种通过牺牲自身来延缓金属腐蚀速度的电化学保护方法。
它是利用一种与被保护金属失效电位更负的金属制成的阳极，在外加电流的作用下牺牲自身来保护被保护金属。
牺牲阳极的工作原理是基于电化学原理，主要包括两个方面：电势差和阳极溶解。
首先，电势差是牺牲阳极的存在和有效工作的前提条件。
在自然环境中或工业过程中，当两种不同金属接触时，会因为两种金属的化学性质和晶体结构的不同而产生一定的电位差。
在这种接触状态下，一种金属的电位相对于另一种金属是失效电位。
牺牲阳极的作用就是使被保护金属的电位相对于牺牲阳极更正电位，从而使被保护金属从活动状态转为失效状态，从而达到减缓腐蚀的目的。
其次，阳极溶解是牺牲阳极工作的主要过程。
当牺牲阳极与被保护金属接触并受到外加电流的作用时，它会开始溶解，并释放金属离子（阳离子）到电解质中。
这些金属离子随着电解质的流动，经过一系列的电化学反应，重新组合成金属离子，并与电解质中的阴离子结合形成相应的金属化合物。
牺牲阳极溶解的速度与腐蚀速度成正比。
这是因为牺牲阳极所含金属与被保护金属的电位差决定了牺牲阳极牺牲的程度，即牺牲阳极的失效程度。
电位差越大，牺牲阳极的失效程度越高，溶解速度也越快。
因此，通过选择合适的牺牲阳极材料，可以控制腐蚀速度。
牺牲阳极的选择要根据被保护金属的腐蚀、电位差和环境条件来确定。
一般来说，牺牲阳极应具备以下特点：与被保护金属之间差异较大的电位差，较低的自蚀速率，足够的机械强度和可加工性，以及易获取和低成本等。
牺牲阳极的工作原理在许多领域得到了广泛应用。
其中最常见的就是钢铁结构的防腐蚀措施。
在海洋环境中，以铝或锌制成的牺牲阳极被广泛用于船舶、海洋平台等大型钢结构的防腐蚀。
在石油、化工、电力等行业，以铝或镁制成的牺牲阳极也被广泛应用于储罐、管道、锅炉等设备的防腐蚀。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理在阴极保护技术中，牺牲阳极是一种常见的阴极保护原理。
牺牲阳极阴极保护是利用一种更容易腐蚀的金属来代替受保护金属作为阳极，从而保护受保护金属不受腐蚀。
在这种原理下，受保护金属成为阴极，而牺牲阳极则成为阳极，通过电化学反应来保护受保护金属。
牺牲阳极阴极保护原理的关键在于牺牲阳极材料的选择。
通常情况下，牺牲阳极材料应该具有更负的标准电极电势，以便能够更容易地被氧化。
常用的牺牲阳极材料包括锌、铝、镁等。
这些金属在自然环境中更容易被氧化，因此可以更好地保护受保护金属。
牺牲阳极阴极保护原理的工作原理是通过在受保护金属表面形成一个保护性的氧化膜，阻止了金属的继续腐蚀。
当牺牲阳极被氧化时，产生的电子通过外部电路流向受保护金属，使其成为阴极，从而减缓受保护金属的腐蚀速度。
这样，牺牲阳极不断被腐蚀，而受保护金属得到保护。
牺牲阳极阴极保护原理的应用非常广泛，特别是在海洋工程、管道、船舶和钢结构等领域。
在海洋工程中，海水中的氯离子容易引起金属腐蚀，而牺牲阳极可以有效地保护海洋结构。
在管道和船舶中，牺牲阳极也可以延长金属的使用寿命，减少维护成本。
然而，牺牲阳极阴极保护原理也存在一些问题。
首先，牺牲阳极需要定期更换，这会增加维护成本。
其次，牺牲阳极的性能受环境因素的影响较大，需要根据具体情况进行设计和选择。
最后，牺牲阳极的保护效果受到电流分布的影响，需要合理布置阳极以确保保护效果。
综上所述，牺牲阳极阴极保护原理是一种有效的防腐蚀技术，通过选择合适的牺牲阳极材料，可以有效地保护受保护金属不受腐蚀。
然而，在实际应用中需要注意材料选择、维护更换和电流分布等因素，以确保牺牲阳极阴极保护技术的有效性和可靠性。
牺牲阳极保护法实验报告
牺牲阳极保护法实验报告
牺牲阳极阴极保护法（简称牺牲阳极保护法），是利用电化学原理，在阳极材料被腐蚀消耗的同时，使阴极材料得到保护的方法。
牺牲阳极的保护原理，亦为原电池的工作原理。
在电解质溶液（如：海水）中，采用某种电极电位比被保护金属更低的金属作为阳极，利用低电位金属的腐蚀电流作为高电位被保护金属的防腐电流。
当不同的金属在海水等电解质溶液中组合在一起时，由于各自的电极电位不同，从而产生了电位差，形成了一个大电池。
随着阳极金属的溶解，阳极上的电子不断流向阴极，电位高的阴极金属得到电子而受到保护。
在阴极保护中，为使金属结构得到完全保护，可通过改变电流密度来达到所需要的保护电位。
牺牲阳极保护技术具有以下优点：安装及维持保养简单，费用低廉，无需外部电流，对环境污染小，腐蚀保护控制效果好。
该方法可防止被保护金属溶入电解质（包括海水和其它介质），现已广泛用于海泥介质环境、输气管和输油管等管线工程及水利工程等。
实际应用时，该保护法常与其它方法共同取用，称之为复合防腐。
例如，可结合火焰喷涂、熔覆、电沉积、热浸和气相沉积等方法在被保护金属构件的表面生成不同类型的涂层，或者添加绿色有机-无机复合缓蚀剂，以进一步提高金属构件的防腐效果。
随着海洋产业的迅猛发展和保护海洋环境的迫切需要，一些防止海洋腐蚀的涂层正朝着高性能和高环保的方向发展，最常见的有水性无机富锌涂料、无公害防锈涂料、低处理表面防锈涂料等。
这些防腐方法的联合使用，改善了海洋装置的实际防腐效果。
牺牲阳极防腐原理
牺牲阳极防腐的基本原理牺牲阳极防腐是一种常用的金属防腐方法，它利用电化学原理，在金属结构表面形成一层保护膜，从而防止金属的腐蚀。
其基本原理涉及到电化学反应、阳极和阴极的作用以及电流的流动。
电化学反应电化学反应是指在电解质溶液中，由于电流的作用，阳极和阴极上发生的化学反应。
在牺牲阳极防腐中，电化学反应主要涉及金属的氧化和还原反应。
以铁为例，当金属表面暴露在含有氧气和水的环境中时，会发生以下反应：1.阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e-在阳极上，铁原子失去电子，转化为二价铁离子。
2.阴极反应：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-在阴极上，氧气和水与电子结合，生成氢氧根离子。
阳极和阴极的作用在牺牲阳极防腐中，阳极和阴极起到了不同的作用。
1.阳极：牺牲阳极牺牲阳极是一种较为活泼的金属，如锌、铝等，它们具有较低的电极电位。
当牺牲阳极与金属结构接触时，牺牲阳极会优先发生氧化反应，将电子释放给金属结构，从而保护金属结构不被腐蚀。
以锌为例，当锌作为牺牲阳极与铁结构接触时，发生如下反应：锌阴极反应：Zn → Zn2+ + 2e-铁阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e-可以看出，锌的电极电位较铁低，因此锌更容易氧化，而铁则相对稳定。
2.阴极：金属结构金属结构是被保护的对象，它充当了阴极的角色。
在阴极上发生的还原反应消耗了来自阳极的电子，从而减缓了金属的氧化速度。
阴极上的还原反应可以通过以下反应来表示：Fe2+ + 2e- → FeOH- → 1/2H2O + 1/2O2 + 2e-这些反应将阴极上的电子消耗掉，并使金属结构得到保护。
电流的流动在牺牲阳极防腐过程中，电流的流动起到了至关重要的作用。
电流的流动是通过电解质溶液中的离子完成的，其中阳极离子向阴极流动。
在牺牲阳极防腐中，锌或其他牺牲阳极的金属通过电流的流动，将电子释放给金属结构，从而发生氧化反应。
同时，金属结构上的阴极反应消耗了来自阳极的电子，实现了金属结构的保护。
牺牲阳极电保护法
牺牲阳极电保护法一、引言随着现代工业的发展，金属腐蚀问题越来越突出，对于海洋、石油、化工等领域的设备和管道来说，防止金属腐蚀已经成为一项非常重要的任务。
而阳极电保护法是目前应用最广泛的一种防腐方法之一。
本文将详细介绍牺牲阳极电保护法。
二、什么是牺牲阳极电保护法？牺牲阳极电保护法（Sacrificial Anode Cathodic Protection）是一种通过在被保护金属表面安装一个更容易被腐蚀的金属（即“牺牲阳极”），使其成为阴极，从而减缓或阻止被保护金属的电化学反应过程，达到防止金属腐蚀的目的。
三、如何实现牺牲阳极电保护？1. 选取合适的材料在进行牺牲阳极电保护时，需要选取与被保护金属有较大差异电位的材料作为阳极。
通常使用锌、铝、镁等贵金属以外的易于溶解和氧化的金属作为阳极。
2. 设计合理的阴阳极布置在进行牺牲阳极电保护时，需要合理布置阳极和被保护金属之间的距离和数量。
一般来说，阳极应该分布在被保护金属表面附近，并且数量要足够多，以确保整个被保护表面都能得到充分的防腐保护。
3. 维护和更换阳极在使用牺牲阳极电保护时，需要定期检查、维护和更换阳极。
因为随着时间的推移，阳极会逐渐被溶解掉，直到完全消失。
因此，在使用过程中需要定期更换新的阳极。
四、牺牲阳极电保护法的优缺点1. 优点：（1）成本低：相对于其他防腐方法来说，牺牲阳极电保护法成本较低。
（2）易于实现：只需要安装一个简单的系统就可以实现防腐效果。
（3）维护方便：只需要定期更换或补充新的阳极即可。
2. 缺点：（1）只适用于特定场合：只有在特定环境下才能使用，如海洋、石油、化工等领域。
（2）需要定期更换阳极：由于阳极会逐渐被溶解掉，因此需要定期更换新的阳极。
（3）效果受到环境影响：在不同的环境下，牺牲阳极电保护法的效果也不同。
五、牺牲阳极电保护法的应用1. 海洋工程海洋中的金属设备和结构很容易遭受腐蚀。
因此，在海洋工程中广泛使用牺牲阳极电保护法来防止金属腐蚀，如船舶、海底管道等。
牺牲阳极阴极保护原理讲解
牺牲阳极阴极保护原理讲解
牺牲阳极阴极保护是一种常见的金属防腐方法，主要用来保护金属结构免受腐蚀的侵害。
该方法的原理是通过引入一个较容易腐蚀的金属（牺牲阳极）与要保护的金属（阴极）连接在一起，使牺牲阳极成为电化学上的阳极，为阴极提供电子，从而阻止金属结构的腐蚀。
在金属结构中，当金属暴露在外界湿润或腐蚀介质中时，会发生电化学反应。
在阴极
区域（更容易腐蚀的区域），氧气还原成氢氧化物，产生电子供给阳极区域。
而在阳极区
域（较不容易腐蚀的区域），金属向溶液中溶解，释放出电子。
通过这种电子传递过程，
阳极区域相对于阴极区域具有更高的电位，从而导致金属结构的腐蚀。
而引入牺牲阳极后，该阳极会缓慢被腐蚀掉，将其阴极保护效果施加在需要保护的金属上。
牺牲阳极通常是由较容易腐蚀的金属制成，如锌、铝或镁等。
这些金属与要保护的金
属接触后，会形成一个电化学电池。
由于牺牲阳极具有更高的电位，它会成为电池中的阳极，在腐蚀过程中释放出电子。
这些电子会在金属结构的阴极区域上流动，从而抵消了金
属结构上原本的阳极反应，达到保护金属的目的。
牺牲阳极的腐蚀，可以充分利用环境中的特殊化学物质，如氯离子等，将金属的腐蚀
抑制在阳极区域，从而有效延缓金属结构的腐蚀速度。
牺牲阳极阴极保护的特点包括简单易行、成本较低、无需外部电源等。
需要注意的是，牺牲阳极的腐蚀速度必须与金属结构的腐蚀速度适当匹配，以确保牺牲阳极能够持续提供
保护效果。
在实际应用中，也需根据具体情况选择合适的牺牲阳极材料和设计保护体系，
以达到最佳的防腐效果。
牺牲阳极法原理
牺牲阳极法原理牺牲阳极（SacrificialAnode）法是一种用来防止金属腐蚀的有效方法。
原理是将质量更大的比较“腐蚀性”的金属放置于其他金属的腐蚀性更小的金属和地面之间，使其腐蚀更快，有助于抑制海洋，河流和其他金属结构物的腐蚀。
牺牲阳极法主要应用于船舶、海洋建筑、海底输电管线等机构和结构，它可以有效地减缓金属的腐蚀速度，从而延长金属结构的使用寿命。
例如，船舶在长期航行中要不断更换阳极，以改善其耐腐蚀性，提高船体的寿命；海洋建筑物，如港口、桥梁和渔场，也要采用牺牲阳极法，以延长其使用寿命。
牺牲阳极法原理下，钢筋混凝土结构中可以安装阳极，以延长其使用寿命。
这是一种通过电化学抑制铁钢腐蚀的新方法，采用钴或铬为电极材料，将它们安装到结构内以保护结构表面的金属材料。
因此，这种阳极可以有效地抵抗金属结构表面的腐蚀。
牺牲阳极法还可用于加氯防腐。
这是一项以含氯物质为主要成分的金属表面保护技术，目的是使金属表面的腐蚀速度变慢，延长其有效保护寿命。
在这种方法中，特殊的阴极电极被用来加氯，特殊组合物产生的电流使氯化物得以均匀地分布在金属表面，从而保护金属表面不被腐蚀。
另一种应用牺牲阳极法的方法是引入保护膜，保护膜的原理是通过电解质的形成，可以像大气层一样抗腐蚀。
它通过氧化离子与活性金属，形成隔膜，从而保护金属表面免受腐蚀侵蚀。
在实际应用中，为了有效地使用牺牲阳极法，需要进行适当的规划和检查，以确保此方法的最佳效果。
牺牲阳极必须定期更换，以确保其有效保护作用，因此，规划者需要事先设计好阳极的更换时间以及阳极材料的种类，以确保有效的保护和使用寿命的延长。
总之，牺牲阳极法是一种有效的防止金属腐蚀的有效方法，它可以有效地阻止金属表面的腐蚀，延长有效保护寿命，同时在更换阳极时，需要进行规划和检查，以确保最佳效果。
牺牲阳极原理
牺牲阳极原理牺牲阳极原理是一种电化学方法，常用于金属腐蚀防护和电池工艺中。
在牺牲阳极原理中，通过使用一个更容易腐蚀的金属来保护另一个金属，实现了防腐蚀的效果。
本文将详细介绍牺牲阳极原理的工作原理、应用领域以及优缺点。
牺牲阳极原理是一种电化学保护方法，通过将一个金属作为牺牲阳极与另一个金属（被保护金属）接触，使其成为电池的阳极，从而使被保护金属成为电池的阴极。
在这种情况下，牺牲阳极将会被腐蚀，而被保护金属则不会受到腐蚀。
这种方法的原理是利用了电流流向阴极的规律，将腐蚀的过程从被保护金属转移到了牺牲阳极上。
牺牲阳极原理常用于金属腐蚀防护。
在海洋环境中，钢铁结构容易受到腐蚀，为了延长结构寿命，可以在结构上添加铝或锌等金属作为牺牲阳极。
这些牺牲阳极会优先被腐蚀，而保护结构不受腐蚀。
类似地，钢铁油罐、管道等设备也可以采用牺牲阳极原理进行防腐蚀处理。
此外，牺牲阳极原理还可以应用于船舶、桥梁、建筑物等领域，保护金属结构不受腐蚀。
牺牲阳极原理的优点是简单易行，成本较低。
相比于其他防腐蚀方法，牺牲阳极不需要依赖外部电源，只需将牺牲阳极与被保护金属直接接触即可实现防腐蚀效果。
此外，在一些特殊环境中，如深海、高温、高压等条件下，其他防腐蚀方法很难实施，而牺牲阳极原理却具有较好的适应性。
然而，牺牲阳极原理也存在一些缺点。
首先，牺牲阳极的寿命有限，一旦牺牲阳极被完全腐蚀，保护效果就会消失。
因此，需要定期更换牺牲阳极，增加了维护成本。
其次，牺牲阳极原理对环境要求较高，如在一些酸性或碱性环境中，牺牲阳极的效果会受到影响。
此外，牺牲阳极的防腐蚀效果也受到电解液的浓度、温度等因素的影响。
牺牲阳极原理是一种常用的电化学保护方法，通过将一个金属作为牺牲阳极，来保护另一个金属免受腐蚀。
牺牲阳极原理在金属腐蚀防护和电池工艺中有着广泛的应用。
尽管牺牲阳极原理存在一些局限性，但其简单易行、成本低等优点使其仍然是一种有效的防腐蚀方法。
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理电解质的牺牲阳极阴极保护（SPP）法是电化学的重要而有效的一种保护技术，其原理是使用一种腐蚀速度快的金属（称为牺牲阳极）来保护另一种金属（称为牺牲阴极）。
它可以改善电化学反应的稳定性和保护牺牲阴极免受腐蚀，因此在电化学设备中被广泛应用。
本文将讨论牺牲阳极阴极保护法的原理，以及它的一些特性、优点和缺点。
牺牲阳极阴极保护法的基本原理是将一种牺牲性金属（如铝、镁或锌）放置在被保护的牺牲阴极的表面上，将其电位调到较低水平以抑制阴极反应。
当阴极受到腐蚀时，由于它的电位低于阳极，它就会受到阳极反应的保护，而阳极腐蚀就会被牺牲阳极吸收。
因此，在受到腐蚀的情况下，牺牲阳极阴极保护法的作用就是通过牺牲阳极来减少阴极受到的腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法可以有效地抑制电化学反应，这是由于它们之间的电位差使得牺牲阳极变得极具电解质吸收作用，而牺牲阴极则受到保护而不受到腐蚀。
此外，牺牲阳极阴极保护法还可以提高电解质溶液中特定离子的活性，并使电化学反应产生预期的结果。
牺牲阳极阴极保护法具有许多优点，其中最重要的是它可以提高电解质溶液的稳定性，有效避免因过度的腐蚀而导致的腐蚀现象。
此外，牺牲阳极阴极保护法还可以抑制腐蚀，从而使电解质溶液中的重要物质不会被反应成一种更容易腐蚀的产物。
另外，由于牺牲阳极阴极保护法可以提高电解质溶液中特定离子的活性，因此它还可以提高反应的效率。
尽管牺牲阳极阴极保护法具有许多优点，但它也存在一些缺点。
首先，它需要大量的牺牲金属，因此可能会增加成本。
其次，牺牲阳极阴极保护法也可能会降低反应速率，因为它可能会抑制反应产生所需的离子浓度。
最后，由于牺牲阳极和阴极有不同的电位，因此会对电解质溶液温度有一定影响。
综上所述，牺牲阳极阴极保护法是电解质中一种有效的保护技术，它可以有效抑制电化学反应并改善溶液的稳定性，同时也可以提高电解质溶液中特定离子的活性。
但是它也存在一些缺点，如需要大量金属物质，可能会降低反应速率，并且会对温度有一定影响。
牺牲阳极阴极保护与外加电流阴极保护
牺牲阳极阴极保护与外加电流阴极保护电化学腐蚀防护是工业装置防腐中极其重要的一环。
相对纯化学腐蚀，电化学腐蚀速率快，危害性更大。
为保证工业设备、设施的使用安全，延缓在强腐蚀环境下的使用寿命，必要的情况下应采取阴极保护。
牺牲阳极和外加电流阴极保护。
牺牲阳极：在被保护金属上连接电位更低的金属牺牲阳极，优先腐蚀牺牲阳极，保护高电位金属。
外加电流：保护回路中连接直流电源，使被保护金属成为阴极。
外加电流阴极保护系统包括：被保护机构、恒电位仪（阴极保护电源）、辅助阳极（包括深井阳极、浅埋阳极、柔性阳极、网状阳极等）、电位测试系统（参比电极）以及相关的电缆等。
深井阳极埋深大，此时土壤电阻率低，可降低外加电流阴极保护的能耗。
但深井阳极对地质条件、地下水位等要求高，对构筑物、地下管网有干扰，且需要钻深孔，施工复杂且费用高。
柔性阳极目前应用越来越广泛，包括导电聚合物线性阳极和混合金属氧化物阳极（MMO）。
施工方便，适应性广，对其他构筑物干扰小。
如何选择阴极保护方式综合考虑外界腐蚀条件，土壤电阻率，技术方案，工程规模，两种阴极保护方式的特点，经济性等，再结合工程实例。
（1）储罐内壁宜采用牺牲阳极，外壁宜采用外加电流阴极保护；（2）恶劣腐蚀条件下或土壤电阻率高的环境，优选外加电流保护，因为驱动电压恒定，阴极保护电流控制灵活；（3）工程规模大、需要保护整个罐区或者大范围的长输管道，优选外加保流保护方式；（4）邻近的金属构筑物不能被干扰时，优选牺牲阳极保护；（5）因外加电流阴极保护一次投资大，长期耗电且需要人员维护，消耗资金多，须进行经济性比选。
引用：GB50393钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准GB／T21448埋地钢质管道阴极保护技术规范。
电化学保护技术及其应用第一讲电化学保护的理论基础
黄永昌: 电化学保护技术及其应用 第一讲 电化学保护的理论基础
电子是阳极过程供给的, 所产生的O H - 使 pH 提高, 酚酞便会显示红色。
随着腐蚀过程的进行, 盐水滴中的氧会很快消 耗完。由于氧向液滴中心部位扩散很困难, 所以硷化 过程逐渐停止, 使红色小区慢慢消失。 此时, 阳极反 应集中在水滴的中心部位。为了保持电荷平衡, 阴极 反 应便集中在富氧的盐水滴外缘。 再后来, 由于 Fe3+ 的氧化和 Fe2+ 与O H - 的相互扩散, 使水滴中心 部位与边缘之间形成了一个 Fe (O H ) 3 的棕色圆环, 达到了稳定状态。
平均
14319 12415 104 8517 6915
6 结论及建议
(1) 气举井腐蚀有其特殊规律。
(2) 文东油田气举井主要腐蚀影响因素是高矿 化度、CO 2 和高流速。
(3) 气举井用缓蚀剂必须具有粘性好, 吸着力 强, 快速结膜的性能特点。
(4) 气举井防腐蚀应综合治理, 应用化学、工程 配套技术。
表示电极电位和电流之间变化关系的曲线称为 极化曲线。为了讨论方便起见, 可忽略电位随电流变 化的细节, 将极化曲线画成直线形式, 见图 3[2]。 图 上 E aS 为阳极极化曲线, E cS 为阴极极化曲线。
图 2 电化学腐蚀过程示意图 D 为去极化剂
由图可见, 一个腐蚀电池必须包括阴极、阳极、 电解质溶液和电路四个不可分割的部分。 由这四个 组成部分构成腐蚀电池工作的三个环节: 阴极过程, 阳极过程和电子、离子的移动。
阳极极化和阴极极化使阳极和阴极之间的电位 差 (电池的电动势) 减少, 在电池的电阻不发生显著 变化的情况下, 电流强度减弱。 所以, 极化现象能阻 滞腐蚀电池的工作。有下面实例为证: 将 Zn 片和 Cu 片分别浸入盛有 3%N aC l 溶液的同一容器中, 并用 带开关的电流表的导线连接起来。 在电池接通的瞬 间, 流过阴极和阳极的电流为 3. 5mA 。但是, 很快发 现电流在缓慢下降, 几秒钟后达到一个稳定的电流 值 0. 2mA 。 4. 2 极化曲线
牺牲阳极原理
牺牲阳极原理
在电化学中，阳极是指接受电子的电极，通常被氧化。
牺牲阳极原理是指在防止金属腐蚀和保护基底金属的过程中，使用一种比基底金属更容易氧化的金属作为牺牲阳极。
当两种金属同时暴露在电解质中时，牺牲阳极首先遭受腐蚀，将消耗部分电流并稳定基底金属的电位。
此原理的应用广泛，在许多领域均有实际应用。
一些典型的案例包括船舶和海洋平台上的防腐保护、管道和设备的防腐、以及冶金和化工工业中的腐蚀保护。
以船舶为例，船体是常接触海水的，容易受到腐蚀。
为了保护船体，可以在船底附近安装一些铝或锌制成的牺牲阳极。
当这些阳极暴露在海水中时，它们将吸引腐蚀产生的电流，以自身为牺牲，并减缓或阻止船体腐蚀。
这样就保护了船体的金属结构，延长了船舶的使用寿命。
在管道和设备的防腐中，可以通过将一种锌或铝合金的牺牲阳极连接在金属管道的外侧，以防止腐蚀。
当发生电解质腐蚀时，阳极将被腐蚀而不是管道本身，从而延长管道的使用寿命。
在冶金和化工工业中，腐蚀对设备的安全和性能具有重要影响。
通过使用牺牲阳极，可以保护设备的金属结构，减少维护成本，延长设备的使用寿命。
总的来说，牺牲阳极原理是一种有效的腐蚀保护方法。
通过引
入一个更容易被腐蚀的金属，该方法可以保护基底金属免受腐蚀。
这是一种经济实用的方法，被广泛应用于许多领域。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理
阳极保护是一种常用的金属腐蚀控制方法，其原理是通过将金属材料中的阳极（活动性较高的金属）牺牲掉，以保护金属结构的阴极（活动性较低的金属）部分不受腐蚀的影响。
在阴极保护系统中，通常使用一种可牺牲的阳极材料，如镁、锌或铝合金等。
这些阳极材料的电位要远低于被保护金属的电位，所以它们会先被电化学腐蚀而牺牲掉，而将腐蚀的过程从金属结构转移到了阳极上。
当阳极被电化学腐蚀时，它会释放出一个或多个电子，在阴极保护系统中形成一个阳极电流。
这个电流会在金属结构的阴极部分表面流动，形成一层电子流密度较高（即电流密度较小）的“保护电场”。
这个电场会阻止金属结构上的氧化、还原反应，从而降低腐蚀的发生。
通过控制阳极材料与被保护金属之间的电位差和电流密度，可以实现对金属结构的有效保护。
阳极保护系统通常需要根据被保护金属的性质和环境条件进行设计和调节，以确保阴极的保护效果达到最佳。
总之，牺牲阳极的阴极保护原理是通过将金属结构中的阳极材料牺牲掉，形成一个保护电场，以保护阴极不受腐蚀的影响。
这种方法在许多金属腐蚀控制领域得到广泛应用，如船舶、石油管道、水处理设备等。
电化学保护技术及其应用第三讲牺牲阳极
型 A l2Zn2In2Sn 2. 2～ 5. 2 0. 020～ 0. 045
-
A l2Zn2In2Si 5. 5～ 7. 0 0. 025～ 0. 035
-
0. 018～ 0. 035 -
-
-
-
≤0. 10 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
- 0. 10～ 0. 15 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
极化率低, 单位重量发生电量大, 是牺牲阳极的理想 材料, 但是它致命的不足是电流效率低, 一般只有 50% 左右。 镁阳极的电位与钢铁的保护电位差高达 0. 6V 以上, 因此保护半径大, 适用于电阻率较高的 土壤和淡水中金属的保护。
镁和镁合金牺牲阳极有三大系列: 高纯镁、M g2 M n 合金和M g2A l2Zn2M n 合金。它们的成分和性能 分别列于表 2、3。
0. 82
≥95 ≥0. 78 11. 23 ≥65 0. 53 ≤17. 25
阳极类别 高纯 Zn Zn2A l2Cd
Al
< 0. 005 0. 3～ 0. 6
表 4 锌阳极的化学成分 (% ) [4]
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极
保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理是电化学系统中，用来保护容易腐蚀的金属表面或部件免受腐蚀的方法。
它们是在一个电化学系统中，通过相应的方式将一个便宜的金属作为“牺牲品”，使其受到腐蚀，而保护容易腐蚀的金属不受影响。
牺牲阳极阴极保护是一种常见的电化学保护方法，它通过在电解液中添加一种低价钢，以代替容易腐蚀的金属来承担腐蚀损失。
该低价钢被称为“牺牲阳极”，它可以接受电子，产生氧化还原反应，从而抵消容易腐蚀的金属表面上的氧化还原反应，从而避免了金属表面的腐蚀。
外加电流阴极保护是另一种电化学保护方法，它是通过將容易腐蚀的金属部件连接到外部电源来实现的。
当容易腐蚀的金属表面上产生氧化反应时，将给它通过外部电源提供电流，从而抵消氧化反应，从而避免了金属表面的腐蚀。
要实现牺牲阳极和外加电流阴极保护，需要准备好一定的条件。
首先，必须有一个导电性良好的电解液，以及用于牺牲阳极和外加电流阴极的设备，如电源、电路元
件、电阻器等。
其次，必须确定牺牲阳极的材料和电解液的浓度。
此外，还要确定外加电流的大小和方向，以及牺牲阳极和外加电流阴极之间的距离。
最后，在启用牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理之前，必须先进行检查，以确保电解液的浓度、外加电流的大小和方向、牺牲阳极和外加电流阴极之间的距离等都符合要求。
只有在所有条件都满足的情况下，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理才能正常工作，从而起到保护金属表面的作用。
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理牺牲电极(SacrificialAnode)是指将一种低电位金属作为阳极和阴极进行交换，以避免阴极的侵蚀。
此外，电极的选择取决于环境的电性能，也就是它可以有效地对抗相应的电化学反应。
牺牲阳极阴极保护法(Sacrificial Anode Cathodic Protection System)的基本原理是：选择一种能够形成反电极反应的阴极低电位合金，把它安装在要保护的金属表面上，显示出另一种能够形成电极反应的阳极金属，这两种金属都放置在相同的介质流体中，电位差会引起一种自发的电流，让电流流经牺牲电极，使得电流流过牺牲电极绕过保护的阴极表面，从而保护被保护的金属表面。
也就是说，电流在牺牲阳极和阴极之间产生了一个电压差，为被保护的阴极表面提供一个保护层，以防止阴极被氧化，使得机械结构分解或腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法是一种有效的、经济实惠的电化学防腐蚀技术，已经广泛应用于船舶防腐蚀、港口防腐蚀、建筑物防腐蚀以及地下管道系统等行业。
它主要分为两步：一是安装牺牲阳极，如铅、锌、镁、钴等金属;二是安装阴极，通常由钢、铸铁、铝等组成。
首先，安装牺牲阳极，牺牲阳极的选择要考虑其易熔性、抗腐蚀能力、成本等因素。
其次，安装阴极，由于牺牲阴极要保护的往往是不锈钢类金属，它可以有效地抑制或阻止由环境造成的腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法的工作方式是：当牺牲阳极被放置在浸润液体中时，它会通过电化学反应被腐蚀，而牺牲阴极却不会受到影响，这样就可以保护它不受腐蚀。
而在牺牲阳极的反应结束后，阴极阳极的电位负责传递阴极，保护它不受腐蚀。
虽然牺牲阳极阴极保护法可以有效地抑制金属表面的腐蚀，但是它也有一些不足之处，如电极的位置常常无法得到有效的保护，牺牲阳极的电化学性能会随时间而变化，牺牲阳极的表面会因强烈的电流而堆积生物膜，而这些生物膜也会影响电极的电化学性能，增大牺牲电极的腐蚀率，使电极更快地失效。
综上所述，牺牲阳极阴极保护法原理是：利用两种不同电位的金属间的电化学反应，将高电位金属作为牺牲阳极，低电位金属作为阴极，将电流放置在相同介质流体中，使电流绕过被保护阴极，从而抑制被保护阴极的腐蚀，提高它的结构强度和耐蚀性。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理在阴极保护技术中，牺牲阳极是一种常用的防护原理。
牺牲阳极是指在金属结构中，通过将一种更容易腐蚀的金属制成阳极，以保护更重要的金属结构不被腐蚀。
这种原理在海洋工程、船舶、海岸设施等领域得到了广泛的应用。
牺牲阳极的阴极保护原理是基于电化学原理的。
在金属结构中，当两种不同金属接触并与电解质接触时，会形成一个电化学电池。
在这个电化学电池中，更容易腐蚀的金属将成为阳极，而不容易腐蚀的金属将成为阴极。
通过在阴极保护系统中加入外部电流，可以使阳极得到保护，从而延缓或阻止金属结构的腐蚀。
牺牲阳极的阴极保护原理是通过选择更容易腐蚀的金属作为阳极材料，将其与被保护金属结构连接，并将其埋入到被保护结构所在的电解质中。
当金属结构处于电解质中时，阳极金属开始发生电化学腐蚀，而被保护金属结构则成为阴极，从而得到保护。
在这个过程中，阳极金属不断地释放出阳极保护电流，从而保护着被保护金属结构不被腐蚀。
在实际应用中，牺牲阳极的阴极保护原理具有一些优点。
首先，相对于其他阴极保护方法，牺牲阳极的阴极保护方法更加简单、易于操作。
其次，牺牲阳极的阴极保护方法具有良好的稳定性和可靠性，可以长期保护金属结构不被腐蚀。
此外，牺牲阳极的阴极保护方法还可以在一定程度上补偿金属结构中的缺陷和损坏，提高金属结构的使用寿命。
然而，牺牲阳极的阴极保护方法也存在一些局限性。
首先，牺牲阳极的阴极保护方法需要定期更换阳极材料，增加了维护成本。
其次，牺牲阳极的阴极保护方法对于大型金属结构的保护效果可能不如其他阴极保护方法。
此外，牺牲阳极的阴极保护方法在一些特殊环境下可能会受到影响，需要进行定期检查和维护。
总的来说，牺牲阳极的阴极保护原理是一种简单而有效的防护方法，广泛应用于海洋工程、船舶和海岸设施等领域。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的阴极保护方法，并进行定期检查和维护，以确保金属结构得到有效的保护。
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毒, 不污染环境。 (6) 材料价格低廉, 来源充分, 制造工艺简单。 根据以上要求, 牺牲阳极材料有镁和镁合金, 锌
和锌合金, 铝合金三大类, 它们基本性能列于表 1。
表 1 三种牺牲阳极材料的主要性能[1]
牺牲阳极 当量①
电量② 电位 (vs. SCE)
材料 g· (A ·h) - 1A ·h·g- 1
4. 1 阳极种类的选择 通常根据使用环境 (水或土壤) 的电阻率选择牺
牲阳极的种类, 再根据保护电流的大小来选取阳极 的型号、规格。表 8 为水和土壤中牺牲阳极选择的原 则。
表 8 牺牲阳极种类的应用选择[3]
水中
土壤中
可选阳极种类 电阻率 8 ·cm 可选阳极种类 电阻率 8 ·cm
极化率低, 单位重量发生电量大, 是牺牲阳极的理想 材料, 但是它致命的不足是电流效率低, 一般只有 50% 左右。 镁阳极的电位与钢铁的保护电位差高达 0. 6V 以上, 因此保护半径大, 适用于电阻率较高的 土壤和淡水中金属的保护。
镁和镁合金牺牲阳极有三大系列: 高纯镁、M g2 M n 合金和M g2A l2Zn2M n 合金。它们的成分和性能 分别列于表 2、3。
3 牺牲阳极形状及重量
牺牲阳极的形状多种多样, 尺寸有大有小, 与阳 极用途及保护结构的形状有密切关系。 部分商品阳 极实物照片见图 1。
在船舶外壳保护中大都采用长条形阳极, 而在 港口设施和海洋工程结构中较多采用梯形截面板状 阳极。船舶用铝阳极的重量只有几 kg 或十几 kg, 而 港 口 用 铝 阳 极 的 重 量 达 到 几 十 kg, 甚 至 超 过 100kg, 船舶压戴水舱和原油储罐用的牺牲阳极都 是 梯 形 截 面 板 状 阳 极, 每 支 铝 阳 极 重 量 为 10～ 30kg。 海洋平台的立柱和海底管线都是圆柱体, 一 般形状阳极很难安装。 为此, 推出了手镯式阳极结
(2) 阳极的极化率要小, 电位及输出电流稳定。 (3) 理论发生电量要高, 或者说阳极材料的电 容量要大。 电容量指单位重量阳极溶解时所产生的 电量, 用 A ·h g 表示, 与电化学当量 (g A ·h ) 成 反比。 (4) 必须有高的电流效率 (锌阳极和铝阳极在 海水中的电流效率都大于 90% ) , 即实际电容量与 理论电容量的百分比要大。 高电流效率表示阳极的 自腐蚀电流小, 金属溶解所产生的电量绝大部分用 于阴极保护。 (5) 溶解均匀, 腐蚀产物松软易脱落, 不粘附于 阳极表面或形成高电阻硬壳。 此外, 腐蚀产物应无
Cu
< 0. 002 ≤0. 005
Pb
< 0. 003 ≤0. 006
Si
≤0. 125
2. 2 锌和锌合金 锌是最早用于作牺牲阳极的金属 (1824 年) , 但
是长期来保护效果不甚理想, 锌与钢铁的保护电位 差 (即驱动电位) 只有 0. 2V , 而且杂质对锌的阳极溶 解有很大的影响。经过大量的科学研究和应用试验, 才制造成功有效的锌和锌合金牺牲阳极, 开发锌阳 极 主 要 有 两 个 途 径: 一 是 采 用 高 纯 度 的 金 属 锌 (99. 995% Zn) , 严格限制杂质量; 二是采用低合金 化的合金, 同时减少其杂质。
土壤中 (0. 03mA ·cm - 2)
电流效率 发生电量 消耗率
电流效率 发生电量 消耗率
单位
g·cm - 3 -V -V
A ·h·g- 1
% A ·h·g- 1 kg·A - 1·a- 1
% A ·h·g- 1 kg·A - 1·a- 1
Zn2A l2Cd
7. 14 1. 05～ 1. 09 1. 00～ 1. 05
阳极类别
高纯M g M g2M n M g2A l2Zn2M n
Al
< 0. 010 < 0. 010 5. 3～ 6. 7
表 2 镁阳极的化学成分 (% ) [2]
Zn
Mn
Mg
Fe
< 0. 010 -
2. 5～ 3. 5
< 0. 030 < 0. 50～ 1. 30 0. 15～. 060
> 99. 95 余量 余量
目前应用的锌和锌合金阳极的成分和电化学性 能列于表 4、5。
由表 4 看出, 铁、铜和铅是锌阳极中的有害杂 质, 其中铁为最有害元素, 它对锌的电位和电流效率 影响很大。如果纯锌中杂质铁的含量≥0. 0014% , 在 使用过程中阳极表面将形成高电阻的硬壳, 使锌阳 极失去保护作用。 在锌中加入少量的铝和镉可以在 很大程度上降低铁的不良影响。 这时杂质铁不再形 成 FeZn 相而优先形成铁和铝等的金属间化合物。 此外, 铝和镉还能使晶粒细化和腐蚀产物变得疏松 易落, 从而改善了锌阳极的溶解性能。 2. 3 铝合金
型 A l2Zn2In2Sn 2. 2～ 5. 2 0. 020～ 0. 045
-
A l2Zn2In2Si 5. 5～ 7. 0 0. 025～ 0. 035
-
0. 018～ 0. 035 -
-
-
-
≤0. 10 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
- 0. 10～ 0. 15 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
0. 82
≥95 ≥0. 78 11. 23 ≥65 0. 53 ≤17. 25
阳极类别 高纯 Zn Zn2A l2Cd
Al
< 0. 005 0. 3～ 0. 6
表 4 锌阳极的化学成分 (% ) [4]
Cd
< 0. 003 0. 05～ 0. 12
Zn
> 99. 995 余量
Fe
< 0. 0014 ≤0. 005
型 1. 18～ 1. 10 1. 12～ 1. 05 ≥2600
≥90 ≤3. 37
图 1 牺牲阳极实物照片
图 2 手镯式锌阳极
构, 即将多块板状阳极组成手镯状, 然后再固定在被 保护体上, 手镯式锌阳极见图 2。
在土壤环境中较多采用梯形和D 形截面棒状 镁阳极, 重量有 8kg、14kg 和 22kg 等。 最近开发出 带状镁和锌阳极, 主要用于高电阻率土壤、淡水和套 管内壁保护。
铝是自钝化金属, 在其表面上容易形成一层氧 化膜。 因此, 纯铝的电位较正, 在海水中的开路电位 约等于- 0. 78V (SCE ) , 不能满足驱动电位的要求。 但是, 通过合金化可以破坏铝阳极表面膜的结构, 使 其获得满意的牺牲阳极性能。 铝合金牺牲阳极的特 点 是密度小, 电化学当量大 ( 为锌的 3. 6 倍, 镁的 1. 35 倍) , 原料容易得到, 制造工艺简单, 价格低廉
(按单位重量的电容量计算, 仅为锌阳极的∀ ) , 铝阳 极自 60 年代开发成功后得到了广泛应用。
目前, 世界各国采用的铝合金牺牲阳极材料有 A l2Zn2M g 系合金、A l2Zn2In 系合金、A l2Zn2Sn 系合 金和A l2Zn2Ca 系合金等, 根据我国最近修订的国家 标准, A l2Zn2In 系合金牺牲阳极可分为 型和 型 两大类, 它们的化学成分和电化学性能见表 6、7。
(0.
土壤中 03mA ·cm -
电流效率 %
2
发生电量 ) 消耗率 k
A ·h·g- 1 g·A - 1·a-
1
40 0. 88 10. 0
≥50
1. 11 ≤7. 92
表 5 锌阳极的电化学性能[4]
性能
密度
开路电位 (SCE) 工作电位 (SCE) 理论发生电量
海水中 (3mA ·cm - 2)
大量实验证明, 在铝中单独添加锌、镉或镁、能 使铝的电位变负 0. 1～ 0. 3V , 但还达不到牺牲阳极 要求。如果在铝中单独添加汞、锡、铟等元素, 只要很 少量就可使铝的电位变负 0. 3～ 0. 9V , 但是电流效 率较低, 只有在铝中添加两种或两种以上的合金元 素, 才能使铝阳极的性能得到很大改善, 另外, 杂质 Fe 和 Cu 是非常有害的, 一定要严加控制。铝的纯度 愈高, 阳极的性能愈好。
由表 2 可见, Fe、N i、Cu、Si 是镁阳极的杂质。作 为牺牲阳极材料, 对这些杂质要严格进行控制, 否则 将影响镁阳极的电化学性能。锰能提高镁的耐蚀性, 还可以抑制杂质铁的有害作用。铝和锌的加入, 除能 抵消杂质铁的影响外, 还可部分抵消杂质镍的作用。 M g2A l2Zn2M n 合金的电化学性能最好, 电流效率达 55% , 表面溶解均匀。
A l2Zn2In2Sn2M g 2. 5～ 4. 0 0. 020～ 0. 050
-
0. 025～ 0. 075 0. 50～ 1. 00 -
≤0. 10 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
型 A l2Zn2In2M g2T i 4. 0～ 7. 0 0. 020～ 0. 050
-
-
0. 50～ 1. 50 0. 010～ ≤0. 10 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
密度
g·cm - 3 1. 74
1. 77
开路电位 (SCE)
-V
1. 56
1. 48
理论发生电量 A ·h·g- 1 2. 20
2. 21
海水中 (3mA ·cm -
2)
电流效率 % 发生电量 A ·h·g- 1 消耗率 kg·A - 1·a-
1
50 1. 10 8. 0
55 1. 22 7. 2
第 21 卷第 5 期 2000 年 5 月
腐蚀与防护
CO RRO S ION & PRO T ECT ION
V o l. 21 N o. 5 M ay 2000
专题讲座
电化学保护技术及其应用
第三讲 牺牲阳极
黄永昌
(上海交通大学 上海 200030)
1 概 述