一、核心工作原理:犧牲陽極陰極保護法
犧牲陽極保護的本質是利用不同金屬間的電極電位差異,構建一個自發的電化學原電池:
電極電位差異是關鍵:AC-1 鋁合金的電極電位(標準電位約為 - 1.05V~-1.15V,相對于飽和甘汞電極 SCE)遠低于被保護的鋼鐵(約 - 0.44V)或其他金屬。當兩者通過導線或電解質(如海水、土壤溶液)連通時,AC-1 鋁合金會成為原電池的陽極,被保護金屬則成為陰極。
陽極優先腐蝕:在電化學作用下,AC-1 鋁合金陽極會持續發生氧化反應(自身溶解),釋放電子;電子通過電解質或導線流向陰極(被保護金屬),抑制陰極發生氧化腐蝕(即銹蝕),僅讓陽極 “犧牲” 自身來消耗腐蝕電流。
二、AC-1 鋁合金犧牲陽極的核心特性
高電流效率:通過鋅、銦的合金化設計,有效避免鋁的鈍化和局部腐蝕,陽極溶解均勻,實際輸出電流與理論電流的比值(電流效率)通常≥85%,減少陽極材料的浪費。
合適的保護電位:在海水、土壤等環境中,其工作電位穩定在 - 1.0V~-1.1V(SCE),既能滿足鋼鐵等金屬的保護需求(鋼鐵的最小保護電位為 - 0.85V),又不會因電位過低導致被保護金屬 “氫脆”(如高強度鋼的應力腐蝕風險)。
長使用壽命:單位質量的 AC-1 鋁合金可提供約 2500A?h/kg 的電量(鋅陽極約 800A?h/kg),在相同保護電流需求下,其使用壽命遠長于鋅陽極,減少維護更換頻率。
耐惡劣環境:在溫度 - 40℃~80℃、鹽度 3.5%(海水)、pH 5~9(土壤 / 淡水)的環境中,性能穩定,無明顯失效風險;尤其適合海洋工程(如船舶 hull、海底管道)和地下長輸管道(如油氣管道)。
低密度、易安裝:鋁合金密度約 2.7g/cm3,遠低于鋅(7.14g/cm3)和鎂(1.74g/cm3),相同保護能力下,AC-1 陽極的體積更小、重量更輕,便于水下或高空安裝(如海洋平臺樁腿)。
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