在金屬防腐蝕領(lǐng)域,鋁陽極、鋅陽極和鎂陽極是常用的犧牲陽極材料 ,它們?cè)诙鄠€(gè)關(guān)鍵方面存在顯著區(qū)別。
化學(xué)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(xué)性能和抗鈍化能力,在海水中廣泛應(yīng)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(jī)械強(qiáng)度 。
物理性質(zhì)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(duì)重量有嚴(yán)格要求的場(chǎng)景有優(yōu)勢(shì),如航空航天領(lǐng)域。機(jī)械強(qiáng)度方面,鋁陽極強(qiáng)度較高,能加工成復(fù)雜形狀;鋅陽極質(zhì)地較硬;鎂陽極質(zhì)地軟,易加工但在使用中要避免碰撞。
電化學(xué)性能對(duì)比
電極電位是關(guān)鍵差異,鎂陽極電位最負(fù),約 - 1.5V 至 - 1.7V(相對(duì)于飽和甘汞電極 SCE) ,憑借高驅(qū)動(dòng)電壓,適用于高電阻率的土壤或淡水環(huán)境;鋁陽極電位約 - 1.0V 至 - 1.1V(相對(duì)于飽和甘汞電極 SCE) ,適合低電阻率環(huán)境,如海水;鋅陽極電位約 - 0.85V(相對(duì)于飽和甘汞電極 SCE) ,在海水、中性土壤等低電阻率環(huán)境中能穩(wěn)定工作。電流效率上,鋁陽極電流效率高,可達(dá) 90% 以上 ,單位重量發(fā)電量大,保護(hù)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(yīng)用場(chǎng)景
鋁陽極多用于海水環(huán)境,如船舶、海洋平臺(tái)、海底管道等設(shè)施的防腐 ,在含氯離子介質(zhì)的鹽水儲(chǔ)罐、沿海設(shè)施中也能發(fā)揮作用。鋅陽極主要應(yīng)用于海水、中性土壤等低電阻率環(huán)境,船舶外殼、海洋碼頭鋼結(jié)構(gòu)、埋地管道等常使用鋅陽極防腐。鎂陽極主要用于土壤環(huán)境,保護(hù)地下油庫、輸油管道、通信電纜等 ,在淡水環(huán)境中,如淡水儲(chǔ)罐、供水管道、橋梁基礎(chǔ)等設(shè)施的防護(hù)也經(jīng)常會(huì)用到,在高電阻率介質(zhì),如混凝土中的鋼筋防腐場(chǎng)景中,鎂陽極也是不錯(cuò)的選擇。