金屬鍍層保護陰極(被保護金屬)的原理主要是犧牲陽極保護法,具體如下: 一、形成原電池 當(dāng)金屬鍍層與被保護的陰極金屬(通常為鐵、鋼等較活潑性稍弱的金屬)同時處于電解質(zhì)環(huán)境(如潮濕空氣、海水等)中時,會形成一個原電池。其中,鍍層金屬通常比被保護金屬更活潑,具有更低的電極電位。 例如,在鐵制品表面鍍鋅,鋅的電極電位比鐵低。這樣,在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,鋅和鐵就構(gòu)成了原電池的兩極。 二、陽極(鍍層金屬)被腐蝕 在原電池中,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子;陰極發(fā)生還原反應(yīng),得到電子。由于鍍層金屬更活潑,所以它成為原電池的陽極,被保護的金屬成為陰極。 在上述鍍鋅鐵的例子中,鋅作為陽極,不斷失去電子被氧化:Zn → Zn2? + 2e?。而鐵作為陰極,電解質(zhì)中的陽離子(如氫離子、溶解氧等)在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),但鐵本身不會被氧化腐蝕,從而得到了保護。 三、持續(xù)保護作用 只要鍍層金屬存在,它就會持續(xù)作為陽極優(yōu)先被腐蝕,從而保護陰極金屬不被腐蝕。即使鍍層部分破損,只要還有鍍層金屬與被保護金屬接觸,這種保護作用仍然能夠持續(xù)。因為破損處形成的小陽極(鍍層金屬)和大陰極(被保護金屬)的結(jié)構(gòu),使得陽極電流密度大,腐蝕速度快,而陰極電流密度小,腐蝕速度極慢,從而仍然能夠有效地保護被保護金屬。 總之,金屬鍍層通過犧牲自身(作為陽極)來保護陰極金屬,延緩或阻止陰極金屬在電解質(zhì)環(huán)境中的腐蝕,從而延長被保護金屬的使用壽命。