鋁合金犧牲陽極是一種以鋁為基體，通過添加特定合金元素（如鋅、銦、錫、鎘等）優(yōu)化性能的犧牲陽極材料。它利用鋁的活潑電化學(xué)特性（標準電極電位約 - 1.66V），通過自身優(yōu)先腐蝕釋放電子，使被保護金屬（如鋼鐵）成為陰極而避免腐蝕，是陰極保護技術(shù)中重要的陽極材料之一。

一、核心特性

電化學(xué)性能

1. 驅(qū)動電壓適中：與鋼鐵的電位差約 0.8-1.2V，介于鎂合金（高驅(qū)動電壓）和鋅合金（低驅(qū)動電壓）之間，適用于中等電阻環(huán)境。

2. 電流效率高：純鋁易形成致密氧化膜（Al?O?）阻礙腐蝕，而合金化（如添加銦、錫）可破壞氧化膜連續(xù)性，使電流效率提升至 80%-90%（遠高于純鋁的 20%-30%）。

3. 理論電容量大：約 2980Ah/kg，實際應(yīng)用中因腐蝕產(chǎn)物影響，有效電容量通常為 2000-2500Ah/kg，單位重量的保護效果優(yōu)于鋅合金。

物理與化學(xué)性能

1. 密度小（約 2.7g/cm³），比鋅（7.14g/cm³）輕，便于運輸和安裝，尤其適合大型結(jié)構(gòu)。

2. 耐海水腐蝕性能優(yōu)異，在海洋環(huán)境中腐蝕均勻，無明顯局部腐蝕（如點蝕）。

3. 機械加工性好，可制成板狀、塊狀、帶狀、管狀等多種形狀，適應(yīng)不同安裝場景。

二、主要類型及成分

鋁合金犧牲陽極的性能取決于合金元素的種類和比例，常見類型包括：

· Al-Zn-In 系：含鋅（2%-5%）、銦（0.01%-0.05%），是應(yīng)用最廣泛的類型。銦可消除氧化膜的不利影響，提高電流效率，適用于海水、咸水等高導(dǎo)電環(huán)境（如船舶、海洋平臺）。

· Al-Zn-In-Sn 系：在 Al-Zn-In 基礎(chǔ)上添加錫（0.02%-0.1%），進一步改善電流穩(wěn)定性，減少腐蝕產(chǎn)物堆積，適用于淡水或低電導(dǎo)環(huán)境。

· Al-Zn-Cd 系：含鎘（0.02%-0.05%），曾廣泛應(yīng)用，但因鎘的毒性，逐漸被無鎘系替代，目前僅在特定工業(yè)場景使用。

· 高活化鋁合金：添加汞、鎵等元素（需注意環(huán)保限制），用于極端高電阻環(huán)境，如沙漠土壤。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

海洋工程

· 船舶外殼、壓載艙、螺旋槳軸，通過陽極與船體鋼鐵連接，利用海水作為電解質(zhì)形成保護回路，防止海水腐蝕。

· 海底管道、海洋平臺鋼樁、碼頭設(shè)施，長期浸泡在海水中，鋁合金陽極的高電流效率可提供持久保護。

淡水與土壤環(huán)境

· 淡水湖泊、河流中的閘門、橋梁樁基，在低電導(dǎo)環(huán)境中，Al-Zn-In-Sn 系陽極可穩(wěn)定輸出電流。

· 埋地管道（尤其高電阻土壤），需配合填包料（如石膏、膨潤土）降低接觸電阻，提升保護效果。

其他場景

· 儲罐內(nèi)壁、熱交換器，防止液體介質(zhì)中的電化學(xué)腐蝕。

· 混凝土中的鋼筋保護，通過嵌入陽極減緩鋼筋銹蝕（需選擇耐堿性合金）。

四、與其他犧牲陽極的對比

· 鋁合金的優(yōu)勢：綜合驅(qū)動電壓、電流效率和單位保護效果，在海水等中高電導(dǎo)環(huán)境中性價比最高，且重量輕，適合大型結(jié)構(gòu)。

· 局限性：在高電阻土壤中驅(qū)動電壓不足，需與鎂合金配合使用；對環(huán)境 pH 敏感，強酸性環(huán)境中腐蝕過快。

五、安裝與維護

· 安裝要點：需與被保護金屬用電纜可靠連接，避免接觸不良；在土壤中安裝時，需填充焦炭或?qū)Ｓ锰畎希档徒佑|電阻并均勻分散電流。

· 維護要求：定期檢測陽極輸出電流、剩余重量及被保護金屬的保護電位（通常控制在 - 0.85V 至 - 1.10V，相對于 Cu/CuSO?參比電極），當(dāng)陽極消耗至初始重量的 70%-80% 時需更換。