牺牲阳极在防腐领域的要求主要表现在以下几个方面:牺牲阳极工作过程中阳极极化率要小。这样牺牲阳极的电位并没有往正方向移动多少(阳极极化的结果)。牺牲阳极(即闭路电位,牺牲阳极阴极保护系统运行时与金属结构相连的电位)的工作电位足够负,可以在阴极保护系统工作时保持足够大的驱动电压。牺牲阳极材料的理论电容应该更大。理论电容是根据库仑定律计算出的消耗单位质量金属所产生的电量,单位为A·h/kg。对于牺牲阳极,单位质量阳极金属消耗产生的电量较大;换句话说,产生1安培小时单位电能所消耗的阳极质量较少。这就决定了阳极使用寿命长、经济性好的保护效果。
牺牲阳极的类型及其各自的特征:工程中常用的牺牲阳极材料主要有镁及镁合金、锌及锌合金、铝合金。在某些工程中,由于特殊情况,采用铁阳极或锰阳极作为牺牲阳极进行阴极保护。镁牺牲阳极因其开路电位为负,驱动电压高,广泛应用于土壤、海水、海泥和工业用水中对金属结构进行阴极保护。但是它的电流效率低,这是一个很大的缺点。锌基牺牲阳极的开路电位不如镁基阳极为负,驱动电压也不大,但仍可广泛用于低电阻率土壤、海水、海泥中的牺牲阳极保护。
锌的标准电极电位为-0.76V(SHE),高纯锌在海水中的稳定电位为-0.82V(SHE)。这是一种比较活泼的金属,与钢和常用的金属结构材料相比,带负电荷。锌阳极不适用于高阻土壤或淡水,但通常用于海水、某些化学介质和低阻土壤或滩涂。而锌及锌合金阳极理论发电量较小,但其电流效率as 牺牲阳极很高,在海水中达到95%,在土壤中达到65%以上。铝也是典型的轻金属,原子序数13,相对原子质量26.98,密度2.7g/cm,熔点660℃。铝的标准电极电位为-1.66V(SHE),在海水中的稳定电位约为-0.53 (She)。铝的理论容量为2970A h/kg,是锌的3.6倍,镁的1.35倍。