根据用途,阳极材料主要分为三种类型:
1.铝合金牺牲阳极:主要用于海洋或集装箱(储罐)的阴极保护
2.锌合金牺牲阳极:主要用于土壤环境,在使用条件下土壤电阻率≤15ω·m
3.镁合金牺牲阳极:主要用于土壤环境,在使用条件下土壤电阻率≥15ω·m
工程上常用的牺牲阳极材料主要有镁及镁合金、锌及锌合金和铝合金。在一些工程项目中,由于特殊情况,采用铁阳极或锰阳极作为阴极保护的牺牲阳极。
镁基牺牲阳极因其负开路电位和大驱动电压而广泛用于土壤、海水、海泥和工业用水中金属结构的阴极保护。然而,它的低电流效率是一个主要缺点。锌基牺牲阳极的开路电位不如镁基阳极负,驱动电压也不大,但仍可广泛用于低电阻率土壤、海水和海泥环境中的牺牲阳极保护。铝基牺牲阳极的开路电位略低于锌基阳极,其理论电容远远高于锌基和镁基阳极,具有独特的性能。然而,它是一种容易钝化的金属材料。容易在表面上产生具有良好粘附性的致密连续氧化物膜,甚至产生高电阻硬壳,这阻碍了金属的活化和溶解。目前,铝基阳极广泛用于海水中保护船舶、平台和码头等海洋结构物。它们也已经成功地应用于海洋泥浆(海底管道)和盐水系统,但是它们不能应用于土壤环境。
镁是一种典型的轻金属,原子序数12,相对原子量24.31,密度1.74克/厘米,化合价2,熔点651℃。镁的标准电极电位为-2.37(SHE)。镁的特点是密度低,化学活性高。电极电势非常低。低极化率;驱动电位大,铁的驱动电位可达0.6V以上;理论电容很大。在镁阳极表面形成屏蔽保护膜并不容易。镁和镁合金系列牺牲阳极 具有非常低的电流效率,通常只有大约50%。很容易在镁表面形成强腐蚀性原电池,导致更高的自溶解速率。此外,这种材料在碰撞时容易产生火花,这也限 制了其在高安全性能领域的应用,如油轮、敏感易燃易爆区域等特定场所。