天门圆盘锌合金牺牲阳极保护原理

　　作为牺牲阳极材料，必须能满足以下要求:

　　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、 电化学当量高，即单位重量产生的电流量大；

　　4、 工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落；

　　5、 腐蚀产物不污染环境，无公害；

　　6、 材料来源广，加工容易，价格低廉。

　　常用的牺牲阳极品种有镁基、锌基和铝基合金3类。

　　锌是我们日常生活中比较常见的一种金属，在元素周期表中锌的原子量是65.4，密度是7.14，化合价是2，具有420摄氏度的熔点。

　　锌是一种电位为负性的金属，它的标准电位是负的0.76V，在海水中高纯锌的稳定电位向负向游动偏移的，在PH值不同时，锌的腐蚀率也不一样，在PH小于6时和PH大于12时，锌的腐蚀率都较大；但是在6-12的PH值的范围内锌的腐蚀率比较小。

　　其中的杂质也会对锌的阳极腐蚀率跟阳极行为产生很大影响。杂质的存在，会形成局部的腐蚀电源，可以形成局部电池，这些电池可以使得锌的表面上形成氢氧化物，形成坚固的覆盖层防止进一步的发生溶解。这样形成覆盖层的方式 可以用在阴极保护系统中。

　　镁阳是电化学阴保护工程中常用的一种牺牲阳材料，具有较高的化学活性，它的电电位较负，驱动电压高。同时，镁表面形成有效的保护膜。因此，在水介质中，镁表面的微观腐蚀电池驱动力大，保护膜易于溶解，镁的自腐蚀很强烈，在阴上发生析氢反应2H++2e— H2。镁基牺牲阳有纯镁、Mg-Mn系合金和Mg-AI-Zn-Mn系合金等三类，其共同的特点是密度小、理论电容量大、电位负、化率低，对钢铁的驱动电压很大(>0.6V)，适用于电阻率较高的土壤和淡水中金属构件的保护。

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　　牺牲阳是通过输出电流，将被保护结构的电位化至一定程度，从而避免腐蚀的一种方法，各种材料自腐蚀电位不同，因此其保护电位需求亦不相同，为适应各种被保护结构的需要，开发了一系列的不同电位的牺牲阳。牺牲阳材料主要有镁合金牺牲阳、锌合金牺牲阳及铝合金牺牲阳，上述阳根据自身的性能特点适用于不同的环境，镁阳主要用于土壤、淡水等高阻环境，锌合金牺牲阳和铝合金牺牲阳主要用于海水等低阻环境，其中铝阳由于重量轻、电容量大等优点而广泛应用于海洋环境中金属构件的腐蚀防护。

　　天门圆盘锌合金牺牲阳极保护原理

　　深海压力作用下，材料处于弹性变形状态，根据E.M. Gutman 机械电化学理论，压力增加牺牲阳开路电位负移，腐蚀速率增加。研究表明，在海水压力作用下，压力加剧Al-Zn-In 牺牲阳晶间腐蚀发的应力腐蚀开裂，导致电流效率降低。与表层海水相比，深海海水溶解氧含量降低，其对Al-Zn-In 系牺牲阳主要有两方面影响:一方面，溶解氧含量减少，Al2O3氧化膜生产速度降低，有利于阳活性溶解；另一方面，又导致In，Zn等合金元素“溶解-再沉积”困难，造成牺牲阳活性溶解能力下降，其中对In，Zn 等合金元素“溶解-再沉积”影响程度大于对Al2O3氧化膜生产速度影响。因此，溶解氧含量降低，牺牲阳活性降低，电流效率降低。

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