一、定义与原理
锌阳极(Zinc Alloy Sacrificial Anode)是以高纯度锌(含量≥99.995%)为基础,通过添加铝、镉等合金元素制成的牺牲阳极材料。其核心原理基于电化学腐蚀中的牺牲保护机制:
电位差驱动:锌的电极电位(-1.10V)比被保护金属(如钢铁,-0.85V)更负,形成原电池后,锌作为阳极优先失去电子被腐蚀,释放电子保护阴极(被保护金属)。
氧化反应:Zn→Zn2++2e−,电子流向被保护金属,抑制其氧化(如铁的腐蚀反应 Fe→Fe2++2e−)。
二、核心特性
电化学性能:
高电流效率:海水环境中效率达95%,土壤中≥65%,单位重量发电量0.74安培小时/克。
自调节能力:根据环境(如海水流速、含盐量)自动调整电流输出,确保持续保护。
开路电位:-1.03V(锌),闭路电位-1.00V,与被保护金属形成稳定电位差。
物理特性:
展开剩余60%密度:7.14g/cm³,高于铝(2.7g/cm³),但低于镁(1.74g/cm³)。
温度耐受:适用范围-40℃至+85℃,极端低温可能降低活性,需增加阳极数量补偿。
机械强度:抗冲击能力强,适应埋地环境中的压力、振动或施工碰撞。
环境适应性:
介质兼容性:适用于海水、淡水、土壤(电阻率<15Ω·m时效果最佳),高电阻率环境需配合填料(如石膏粉)使用。
土壤适配:优先用于电阻率<20Ω·m的土壤,避免在电阻率>2000Ω·cm的介质中单独使用。
三、产品形态与应用场景
常见形态:
块状/方形:通用性强,适用于船体外壳、储罐底部等大面积防护。
镯式:缠绕在管道或钢支架上,形成圆形保护圈,常用于海底管道。
带状:可弯曲成螺旋形或盘状,适应管道弯曲段、储罐底部等复杂几何结构。
梯形/圆盘状:针对特定安装空间设计,如狭窄舱室或异形结构。
核心应用领域:
船舶防腐:
安装位置:船体外壳、船底、螺旋桨、压载水舱。
作用:防止海水对船体的均匀腐蚀和局部坑蚀,延长使用寿命5-10年。
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