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在金屬防腐蝕領域,鋁陽極、鋅陽極和鎂陽極是常用的犧牲陽極材料 ,它們在多個關鍵方面存在顯著區別。
化學成分與合金組成
鋁陽極以鋁為基體 ,通常添加鋅、銦、汞等合金元素 ,像 Al-Zn-In 系合金,通過元素添加改善電化學性能和抗鈍化能力,在海水中廣泛應用。鋅陽極主要成分是鋅,常加入少量鋁、鎘、鎂等元素 ,比如 Zn-Al-Cd 合金,能提高陽極的電流效率和溶解均勻性。鎂陽極以鎂為主要成分 ,含有鋁、鋅、錳等元素,如 AZ63 鎂合金,含 6% 鋁、3% 鋅,用于提高陽極的耐腐蝕性和機械強度 。
物理性質差異
密度上,鋁陽極約 2.7g/cm3 ,鋅陽極約 7.14g/cm3 ,鎂陽極約 1.74g/cm3 ,鎂陽極最輕,在對重量有嚴格要求的場景有優勢,如航空航天領域。機械強度方面,鋁陽極強度較高,能加工成復雜形狀;鋅陽極質地較硬;鎂陽極質地軟,易加工但在使用中要避免碰撞。
電化學性能對比
電極電位是關鍵差異,鎂陽極電位最負,約 - 1.5V 至 - 1.7V(相對于飽和甘汞電極 SCE) ,憑借高驅動電壓,適用于高電阻率的土壤或淡水環境;鋁陽極電位約 - 1.0V 至 - 1.1V(相對于飽和甘汞電極 SCE) ,適合低電阻率環境,如海水;鋅陽極電位約 - 0.85V(相對于飽和甘汞電極 SCE) ,在海水、中性土壤等低電阻率環境中能穩定工作。電流效率上,鋁陽極電流效率高,可達 90% 以上 ,單位重量發電量大,保護周期長;鋅陽極電流效率在 85% 以上 ;鎂陽極電流效率較低,通常在 50%-70% ,自腐蝕速率較快,需更頻繁更換。
應用場景
鋁陽極多用于海水環境,如船舶、海洋平臺、海底管道等設施的防腐 ,在含氯離子介質的鹽水儲罐、沿海設施中也能發揮作用。鋅陽極主要應用于海水、中性土壤等低電阻率環境,船舶外殼、海洋碼頭鋼結構、埋地管道等常使用鋅陽極防腐。鎂陽極主要用于土壤環境,保護地下油庫、輸油管道、通信電纜等 ,在淡水環境中,如淡水儲罐、供水管道、橋梁基礎等設施的防護也經常會用到,在高電阻率介質,如混凝土中的鋼筋防腐場景中,鎂陽極也是不錯的選擇。
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