鎂合金犧牲陽極的工作電位

鎂合金犧牲陽極的工作電位是其電化學性能的核心參數(shù)，直接影響保護電流的大小和穩(wěn)定性。其工作電位并非固定值，而是受環(huán)境因素、陽極自身特性、安裝條件等多方面影響：

一、環(huán)境介質(zhì)特性

環(huán)境是決定工作電位的核心，不同介質(zhì)的物理化學性質(zhì)會顯著改變陽極表面的腐蝕狀態(tài)和電位。

1. 介質(zhì)電阻率（導電性）：介質(zhì)電阻率越高，電流通過時的歐姆壓降越大，陽極工作電位會向“正方向偏移”。例如：鎂合金在電阻率100Ω?m 的干燥土壤中，工作電位可能比在10Ω?m 的濕潤土壤中高0.05~0.1V（相對CSE）。

2. 介質(zhì) pH 值（酸堿度）：氫離子濃度高，陽極表面易發(fā)生劇烈的化學腐蝕，導致工作電位暫時變負，但長期會因腐蝕產(chǎn)物難以穩(wěn)定附著，電位波動較大。堿性環(huán)境易形成致密的Mg(OH)?鈍化膜，阻礙陽極溶解，工作電位向正方向偏移，甚至可能因鈍化導致保護電流驟降。中性環(huán)境電位最穩(wěn)定，通常為鎂合金的理想工作區(qū)間。

3. 介質(zhì)中的離子濃度:氯離子：常見于海水、鹽漬土，會破壞陽極表面的鈍化膜，使陽極保持活性，工作電位更負；硫酸根在高濃度下可能與鎂離子形成難溶的MgSO??7H?O，覆蓋陽極表面，導致電位正移。

4. 溶解氧含量：氧含量高的環(huán)境會加速陽極的“耗氧腐蝕”，使陽極表面形成氧化膜，工作電位略向正方向偏移；缺氧環(huán)境中，氧化膜難以形成，陽極更易溶解，工作電位相對更負。

二、陽極自身特性

陽極的材質(zhì)、成分及表面狀態(tài)會影響其電化學活性，進而改變工作電位。

1. 合金成分：有益元素鎂錳合金中，錳可減少鐵、鎳等雜質(zhì)的有害影響，使陽極表面腐蝕更均勻，工作電位波動??；有害雜質(zhì)含量超標時，會在陽極表面形成高電位的金屬顆粒，引發(fā)局部腐蝕，導致工作電位瞬間變正，破壞保護效果。

2. 陽極表面狀態(tài)：新制備陽極表面潔凈，無氧化膜，工作電位較負；長期使用后表面覆蓋腐蝕產(chǎn)物，若產(chǎn)物致密，會阻礙溶解，使工作電位正移；若產(chǎn)物疏松脫落，電位會恢復至較負狀態(tài)；如酸洗去除氧化膜后，陽極活性增強，工作電位暫時變負。

3. 陽極尺寸與形狀：小尺寸陽極（在高電阻環(huán)境中，電流分布集中，表面電流密度大，易形成局部高電位區(qū)；大尺寸陽極或組合陽極，電流分布更均勻，工作電位更穩(wěn)定。

三、安裝與運行條件

陽極與被保護體的連接方式、回路電阻等會直接影響工作時的電位。

1. 連接點接觸不良會導致回路電阻增大，歐姆壓降升高，使陽極工作電位正移。例如：連接電阻從 0.1Ω增至1Ω時，若保護電流為1A，歐姆壓降從0.1V 增至1V，工作電位可能因此升高0.9V。

2. 陽極與被保護體距離過遠，會增大土壤/介質(zhì)的電阻，導致回路中歐姆壓降增大，工作電位正移；距離過近，可能導致局部電流密度過高，陽極表面腐蝕不均，電位波動。

3. 工作電流密度增大時，陽極表面溶解速率加快，易形成“活化狀態(tài)”，工作電位略向負方向偏移；電流密度過高，可能導致表面出現(xiàn)“過鈍化”，反而使電位正移。

四、溫度

低溫環(huán)境介質(zhì)黏度增加，離子擴散速率減慢，陽極溶解速率降低，工作電位略向正方向偏移；高溫環(huán)境加速陽極表面反應，腐蝕產(chǎn)物易脫落，陽極活性增強，工作電位更負。