铝合金牺牲阳极与镁阳极的区别
在金属防护领域,铝合金牺牲阳极和镁阳极都是重要的防腐蚀材料,不过它们在多个方面存在明显差异。
化学成分与合金组成
铝合金牺牲阳极以铝为基体,通常会添加锌(Zn)、铟(In)、汞(Hg)等合金元素 。比如在海水环境中常用的 Al-Zn-In 系合金,通过这些元素的添加,可改善铝阳极的电化学性能和抗钝化能力,使其在海水中稳定工作。而镁阳极主要成分是镁(Mg),常含有铝(Al)、锌(Zn)、锰(Mn)等元素,像 AZ63 镁合金,含 6% 铝、3% 锌,这些元素能提高镁阳极的耐腐蚀性和机械强度,适用于土壤和淡水环境。
物理性质
从密度与重量来看,铝合金阳极密度约 2.7g/cm³ ,相对较轻,便于安装和运输;镁阳极密度约 1.74g/cm³ ,是铝、锌、镁三种常见牺牲阳极中最轻的,在对重量敏感的场景,如航空航天领域的金属部件防护有一定优势。但在机械强度上,铝合金阳极强度较高,不易变形,能加工成各种复杂形状;镁阳极质地较软,虽然易加工,但机械强度低,在使用中要避免剧烈碰撞。
电化学性能
电极电位方面,铝合金阳极电位约 - 1.0V 至 - 1.1V(相对于饱和甘汞电极 SCE) ,更适合低电阻率环境,如海水。镁阳极电位极负,约 - 1.5V 至 - 1.7V(相对于饱和甘汞电极 SCE) ,凭借更负的电位产生更高的驱动电压,能够克服高电阻介质带来的阻碍,使保护电流顺利流向被保护金属,因此适合高电阻率的土壤或淡水环境。电流效率上,铝合金阳极电流效率高,可达 90% 以上,单位重量发电量大,保护周期长;镁阳极电流效率较低,通常在 50%-70%,自腐蚀速率较快,需要频繁更换。而且铝合金阳极通过合金化添加铟等元素,抗钝化能力显著提高,在海水等含氯离子环境中能稳定工作;镁阳极在高温或高盐度环境中容易形成钝化膜,导致保护失效。
应用场景
铝合金阳极多用于海水环境,像船舶的船体、螺旋桨,海洋平台、海底管道、码头钢桩等设施的防腐,在含氯离子介质的盐水储罐、沿海设施中也能发挥作用,一些特殊配方的铝合金阳极还可耐受 55℃以上的高温环境。镁阳极主要用于土壤环境,保护地下油库、输油管道、通信电缆等;在淡水环境中,如淡水储罐、供水管道、桥梁基础等设施的防护也经常会用到,在高电阻率介质,比如混凝土中的钢筋防腐场景中,镁阳极也是不错的选择。
成本与环保性
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