镁合金牺牲阳极原理、应用与技术解析
镁合金牺牲阳极:原理、应用与技术解析
一、核心电化学原理
镁合金牺牲阳极基于电化学阴极保护理论,利用镁(标准电极电位 - 2.37V vs SHE)与被保护金属(如钢 - 0.44V)的电位差形成原电池:
阳极反应:Mg - 2e⁻ → Mg²⁺(氧化溶解,提供保护电流)
阴极反应:O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻(被保护金属表面发生氧还原,抑制腐蚀)
驱动电压:镁与钢的电位差达 1.93V,可在电解质环境中持续输出电流,直至阳极耗尽。
二、关键性能指标与测试方法
1.电位稳定性
标准:在 3% NaCl 溶液中,工作电位波动≤±50mV/24h,波动过大表明合金组织不均匀(如 Mg17Al12 相偏析)。
2.电流效率
计算公式:η = (实际电容量 / 理论电容量)×**,ASTM G97 标准要求≥50%,优质合金可达 75%(如 Mg-Zn-In 系)。
3.溶解均匀性
金相观察:理想溶解呈 “层状剥离”,若出现 “枝晶状腐蚀” 或 “点蚀坑”,则寿命缩短(点蚀深度 > 2mm 时效率下降 15%)。 |
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