在金屬構(gòu)筑物面臨腐蝕威脅時，陰極保護材料宛如幕后英雄，默默守護著金屬結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。陰極保護是基于電化學腐蝕原理的一種防腐蝕手段，通過施加外加電動勢，將電極的腐蝕電位移向氧化性較低的電位，從而降低腐蝕速率。陰極保護材料主要分為犧牲陽極材料和外加電流陰極保護材料兩大類。

　　犧牲陽極材料：自我犧牲的守護者

　　犧牲陽極陰極保護，是在金屬構(gòu)筑物上連接或焊接電位較負的金屬，如鋁、鋅或鎂。陽極材料不斷消耗，釋放出電流供給被保護金屬構(gòu)筑物，使其陰極極化，從而實現(xiàn)保護。

　　常見的犧牲陽極材料有鎂合金、鋅合金和鋁合金。鎂合金犧牲陽極電位很負，標準電極電位約為 -2.37V(相對于標準氫電極)，驅(qū)動電壓高，在電阻率較高的介質(zhì)(如土壤和淡水)中能有效工作。不過，鎂合金自腐蝕速度相對較快，消耗率較高。它適用于高電阻率土壤中的埋地金屬管道、山區(qū)的輸水管道等的陰極保護。

　　鋅合金犧牲陽極電位相對鎂合金較正，標準電極電位約為 -0.76V(相對于標準氫電極)，在海水中和鹽霧環(huán)境下性能良好。其自腐蝕小，電流效率較高，腐蝕產(chǎn)物相對致密，能在一定程度上阻礙自身的進一步腐蝕。鋅合金廣泛應用于海邊的碼頭鋼樁、海上浮標、船舶等海洋設施的陰極保護。

　　鋁合金犧牲陽極電位適中，標準電極電位約為 -1.66V(相對于標準氫電極)，重量輕，單位重量發(fā)電量大。在海水中性能優(yōu)良，經(jīng)過特殊合金化處理后的鋁合金陽極電流效率可高達 90% 以上，常用于大型海洋工程結(jié)構(gòu)，如海上石油平臺、跨海大橋的水下部分等的陰極保護。

　　外加電流陰極保護材料：提供持續(xù)動力的衛(wèi)士

　　外加電流陰極保護是通過外加直流電源向被保護金屬通以陰極電流，使之陰極極化。該方式主要用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu)。外加電流陰極保護系統(tǒng)由恒電位儀(外加電源)、參比電極、不溶性輔助陽極及接地裝置等組成。其中，整流器材料是關鍵部分，它能將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電流輸出。

　　陰極保護材料在石油、化工、海洋工程、船舶、港工設施、電力、市政等領域得到了廣泛應用。能顯著延長金屬結(jié)構(gòu)的使用壽命，減少因腐蝕造成的經(jīng)濟損失和安全隱患。例如，在埋地管道的陰極保護中，使用合適的陰極保護材料可以有效防止管道穿孔、泄漏等事故的發(fā)生，保障能源輸送的安全。