高電位鎂合金犧牲陽極的工作原理核心是電化學腐蝕中的“陰極保護法”——利用負的電極電位和電子釋放能力，在與被保護金屬形成腐蝕電池中主動作為“陽極”被消耗，從而為被保護金屬提供電子，抑制發(fā)生氧化腐蝕。具體可拆解為以下4個關鍵步驟：

一、電位差的“驅動力”

高電位鎂合金犧牲陽極的核心優(yōu)勢是很高的開路電位，而被保護的鋼鐵等金屬電位遠較正。根據(jù)電化學原理：電位更負的金屬是“電子的供給者”，更易發(fā)生氧化反應；電位更正的金屬是“電子的接受者”，會優(yōu)先獲得電子，抑制自身的氧化反應。

這種顯著的電位差是陽極能持續(xù)釋放電流、實現(xiàn)保護的根本“動力”，尤其在高電阻率環(huán)境中，更高的驅動電壓可突破電阻限制，確保電流有效傳輸。

二、腐蝕電池形成：“陽極-電解質-陰極”回路

當高電位鎂合金犧牲陽極通過導線與被保護金屬連接，共同埋入/浸入電解質環(huán)境時，會形成一個完整的電化學腐蝕電池，回路構成如下：

陽極：高電位鎂合金；陰極：被保護的鋼鐵構件；電解質：土壤、水等具有一定導電性的介質；外電路：連接陽極與陰極的導線。

三、陽極“犧牲”與陰極“保護”

在上述回路中，陽極和陰極會分別發(fā)生特定的電化學反應，最終實現(xiàn)“陽極消耗、陰極保護”的效果：

1. 陽極反應

高電位鎂合金作為陽極，在電解質環(huán)境中發(fā)生氧化反應，自身被腐蝕溶解，同時釋放電子和鎂離子。

2. 陰極反應

陽極釋放的電子通過導線定向傳輸?shù)奖槐Ｗo的鋼鐵表面，抑制鋼鐵自身的氧化反應。同時，電解質中的氧化性物質會在鋼鐵表面優(yōu)先獲得電子，發(fā)生還原反應，避免鋼鐵被氧化：通過這一過程，鋼鐵表面始終有充足的電子，無法發(fā)生氧化腐蝕，從而實現(xiàn)“陰極保護”。

四、電流穩(wěn)定輸出

高電位鎂合金犧牲陽極的保護效果依賴于穩(wěn)定的保護電流—電流需滿足 “能覆蓋被保護金屬的全部表面，且電位維持在安全范圍。其電流輸出能力由以下因素決定：

電位差：高電位設計確保即使在高電阻率環(huán)境中，仍能產(chǎn)生足夠電流；

陽極自身特性：合金成分、尺寸、表面狀態(tài)決定電流輸出的穩(wěn)定性和壽命；

電解質導電性：搭配“低電阻回填料”可降低陽極與土壤的接觸電阻，進一步提升電流輸出效率。

總結：原理本質

高電位鎂合金犧牲陽極的工作原理，本質是通過“主動氧化自身”建立一個定向的電化學回路—用鎂合金的可控腐蝕，替代被保護金屬的不可控腐蝕，最終實現(xiàn)“以犧牲陽極的壽命為代價，換取被保護構件長期無腐蝕運行”的目標。其 “高電位”特性則專門針對傳統(tǒng)陽極無法應對的高電阻、高保護需求場景，確保保護效果的有效性。