防止金屬腐蝕的方法很多,電化學保護是重要的方法之一,它利用外部電流使被腐蝕金屬電位發(fā)生變化從而減緩或抑制金屬的腐蝕。向金屬表面通入足夠的陽極電流,使金屬發(fā)生陽極極化即電位變正處于鈍化狀態(tài),金屬溶解大為減緩,稱為陽極保護。在腐蝕金屬表面通入足夠的陰極電流,使金屬發(fā)生陰極極化,即電位變負以阻止金屬溶解,稱為陰極保護。
陰極保護根據(jù)電流來源不同有外加電流法和犧牲陽極法兩種。前者是利用外加電源,將被保護金屬與電源負極相連,通過輔助陽極構(gòu)成電流回路,使金屬發(fā)生陰極極化。后者則是將被保護金屬與電位更負的犧牲陽極直接相連,構(gòu)成電流回路,從而使 金屬發(fā)生陰極極化。
采用犧牲陽極法進行陰極保護時,保護效果好壞與犧牲陽極材料本身的性能有著直接關(guān)系,犧牲陽極材料必須具備以下備件:
?、匐娢回摚瑯O化小。犧牲陽極的電位一定要比被保護金屬的電位更負,以保證被保護金屬發(fā)生顯著的陰極極化。同時,在工作
過程中,犧牲陽極的電位變化要小,不能隨著輸出電流增加發(fā)生較大改變。
?、趩挝毁|(zhì)量的陽極釋放出的電量大。
③陽極自腐蝕小、電流效率高,陽極溶解時產(chǎn)生的電流大部分用于被保護金屬的陰極極化。
?、苋芙饩鶆蛐粤己?。
⑤低格低廉,來源廣泛,加工方便。目前研制成功并被廣泛用于鋼鐵設(shè)施陰極保護的犧牲陽極材料有三大類:鎂陽極、鋅陽極和鋁陽極。
鎂陽極
鎂具有較高的化學活性,電位負,其標準電極電位為-2.37V(相當于標準氫電極,下同)。同時,鎂表面難以形成有效的保護膜。因此,在水介質(zhì)中,鎂表面的微觀腐蝕電池驅(qū)動力大,保護膜易于溶解,鎂的自腐蝕很強烈,在陰極上發(fā)生析氫反應(yīng) 2H++2e→H2↑。因而,無論是純鎂陽極,還是Mg-Mn,Mg-Al-Zn-Mn合金陽極,它們的電流效率都不高。