全方位解读铝阳极

一、首先，牺牲阳极的作用是什么？

牺牲阳极“牺牲”自己，自身会被消耗，而不是螺旋桨、传动轴、舵、发动机或其它金属部件由于电化学腐蚀被“吃掉”。牺牲阳极是相对便宜的金属，它们是经过专门设计用来防止船上更昂贵的金属部件腐蚀的。牺牲阳极，被称为“活性”金属，通常被用于船舶防腐。

传统上，牺牲阳极由锌制成，因此得名“锌块”，但它们也可以使用镁或一种特殊的铝合金制成。阳极对于船舶来说是必不可少的，有助于防止非常昂贵的船上设备由于腐蚀而损坏，一般是指船的水下金属部分。

牺牲阳极有各种形状和大小，但它们的工作原理是相同的。它们必须通过“电”连接到被保护船体，通常是通过金属与金属相连，与船上需要保护的贵重金属部件相连。因此，如果靠近船舶，你会看到有金属片连接到舵、舷外发动机和传动轴等。牺牲阳极构成电池的负极，并与要保护的金属电连接。

因为牺牲阳极的金属电活性更强，它是被损耗的，在电解液中形成电池的负极(阳极)。例如，在海水中，阳极与其他需要保护的金属相连，并完全浸泡在水里，因此阳极总是会被腐蚀。“电池”的正极一定是被保护的金属(阴极)，例如传动轴、螺旋桨、发动机等。水质越咸或污染越严重，其导电性就越强，牺牲阳极被腐蚀的速度就越快。

二、牺牲阳极用什么金属制成？

用于牺牲阳极的三种最活跃的材料是锌、铝和镁，它们有不同的性质和用途。

第一、电势。当浸没在水中时，所有的金属都产生负电压(与参考电极相比)。电压越低，则认为金属的活性越高，例如：镁阳极：-1.6V；铝阳极：-1.1V；锌阳极：-1.05V。

现在将这些电压与海洋中常用的金属进行比较：青铜：-0.3V；钢：-0.6V；铝：如用于船体，船尾驱动或舷外发动机产生-0.75V电压。参比电极：银-氯化物(Ag/AgCl)参比电极。

为了提供保护，牺牲阳极和要保护的金属之间需要尽可能高的电压差。例如，如果锌被用来保护青铜螺旋桨，那么-0.75V的“驱动或保护电压”是可以达到保护效果的。如果使用铝阳极，电压增加到-0.8V。镁阳极增加到-1.3V。电压差越大，得到的保护就越多。但是，有些材料(铝)可能会被“过度保护”，稍后再详细说明。

第二、电流容量。阳极产生一个电压差，这驱动了阳极和被保护的金属之间的电流流动。容量越大，保护时间就越长。对于一个特定的阳极，电流的速率取决于阳极的表面积，寿命取决于质量。对于相同尺寸的阳极，其相对容量为：锌：100天；镁：30天；铝阳极：130-150天。所以如果你用镁阳极代替“100天”的锌阳极，它只能使用30天。铝阳极可以使用130到150天。

三、哪种材料更适合做牺牲阳极？

现在还很难选出赢家。镁提供最高的电压，但铝的使用时间更长(镁的5倍)，铝阳极合金的活性也比锌稍微高一些。

那么为什么锌是最常见的材料呢？它是便宜的材料，确实在大多数咸水应用中效果很好。纯铝作为阳极材料是没用的，因为它会立即形成一层氧化层，使其与外界隔绝，从而无法进一步消耗，阻止阳极有效工作，达不到保护目的。直到20世纪中叶，人们发现在铝中加入少量的锌和铟可以克服铝形成绝缘氧化层的问题，铝合金才得以发展。

四、哪些设备需要保护？

船的类型将决定保护方式。例如，与铝船体或铝船尾驱动船相比，带有内装发动机的玻璃纤维船体需要的保护要少得多。确定船是否完全被保护的最可靠的方法是测量它的阴极保护电压或“船体电位”。

内河船主要是青铜和不锈钢部件，可以使用锌或铝阳极保护，而且无须担心过度保护。只有当阳极的重量太大，导致船下沉时，才有可能受到过度保护！锌或铝阳极产生的电压不会造成任何损害，无论加入多少阳极材料，所能产生的最大电压就是阳极本身的电压，是恒定的。在淡水地区的玻璃纤维船体上使用镁阳极可以达到有效的保护。在铝或木船上使用镁合金阳极要小心，因为可能会产生过度保护。钢船体需要考虑被过度保护的问题，过度的保护电压可能将油漆从船体上剥离。

五、船的航行区域对防腐的影响

在选择阳极时要考虑的另一点是船将被用在什么类型的水中。一般按照含盐度可以被分成盐水、微咸水、纯净的淡水。

淡水中的锌阳极：在淡水中，锌可以形成一层隔离层，导致阳极停止工作。不要误以为这样的锌阳极可以使用很长时间，而事实上，他们只是停止工作-停止保护，需要你立即更换。

盐水或微咸水中的镁阳极：镁阳极非常活跃，在盐水中可以很快消耗完毕。镁合金阳极的一大缺点是容易产生过保护，过度保护会导致氢气气泡在油漆下面形成，导致油漆被吹掉。

六、铝阳极：最后的赢家！

我们认为最好的阳极材料是铝阳极，原因有以下几点：

1、铝阳极比锌阳极更活跃；

2、铝阳极在盐水或微咸水中不像镁阳极那么活跃，因此可以安全使用；

3、铝阳极的使用寿命更长，因为它的单位电流容量最高；

4、铝阳极是唯一可以在所有类型的水中安全使用的阳极材料；

5、铝阳极比锌阳极轻60%，使其更容易运输；

6、就环境而言，铝是比锌更好的替代品，因为它不含镉，对环境没有破坏。

七、何时更换阳极？

当牺牲阳极消耗到原来大小的一半时，就把它们替换掉。一般情况下，阳极发散电流与阳极形状和表面积有关，如果阳极消耗过大，则表面积和重量会产生很大变化，此时的发散电流有可能没法达到要求。

八、注意事项

不要混合安装不同类型的阳极。如果安装不同的阳极材料，如锌和铝，较活跃的阳极(铝)将花部分努力保护较不活跃的金属(锌)。一个典型的类似错误是在配备铝阳极的设备上增加一个锌尾板阳极。