§6.1阳极(yángjí)保护二、参数由钝化曲线可以看出，阳极保护的主要参数是：（1）致钝电流密度，或临界电流密度（icp）：是产生钝化所需最小阳极极化电流密度（A·m-2），它相当于金属阳极溶解的最大值，只有超过此值的电流部分才能形成钝化膜。极化电流密度（i）越大，转化为钝化状态(zhuàngtài)所需时间（t）越短，其间大体有如下关系：（i－icp）×t＝常数实际应用中要求icp越小越好，若太大则极化初期消耗功率大，使设备庞大而造价较高。（2）维钝电流密度或稳定钝化电流密度（ip）：是钝化状态(zhuàngtài)下维持电位稳定所需电流密度（A·m-2），它主要用于补充钝化膜的溶解。因此，ip越小越好，且消耗电能少。根据电解定律可以求出钝化膜的溶解速度Km与ip的关系为：Km＝N×ip／26.8（g·m-2·h-1）（6—1）式中：N——钝化膜的化学当量（g）；ip——钝化膜的维钝电流密度（A·m-2）；26.8——电化学当量（A·h），26.8A．h＝96500C。（3）钝化（区）电位（E钝）：是使金属维持钝化状态(zhuàngtài)的电位，其范围越宽越好。三、系统结构(jiégòu)包括恒电位仪、辅助阴极、参比电极和被保护结构(jiégòu)物，以及附设电路和仪表等。1．阴极材料要求耐蚀，机械强度好，不发生氢脆。浓硫酸中可使用铂、金、铸铁等；稀硫酸中可使用银、铝青铜、石墨；盐水中可使用高镍或高铬合金、碳钢；碱液中可使用碳钢。阴极设置力求最佳电流分布，使被保护的结构(jiégòu)物整体均处于钝化稳定区。阴极安装应当绝缘、牢固、方便维修。阴极引出线与被保护体之间绝缘良好，并进行绝缘密封。2．参比电极有甘汞电极、氯化银电极、硫酸亚汞电极或氧化亚汞电极，根据介质性质和使用要求选定。铂在硫酸中，银在盐酸中或食盐水中，锌在碱性溶液中具有稳定电位，也可作参比电极使用。参比电极应分别设置在距离阴极近、中、远三处，平时以中间为监控标准，近、远处的参比电极可用来观察电位分布或临时使用。3．电器设备恒电位仪，工业用一般(yībān)要求为6～24V，50～500A。根据阳极保护三参数和被保护体的面积估算。配电与走线要求安全合理，注意接地，防止杂散电流腐蚀。四、阳极保护方式1．单纯阳极保护有连续通电式和间歇通电式。用同一套电器设备同时满足icp和ip的要求，往往遇到实际困难。因为二者数值往往相差几个数量级，如：在100℃H2SO4中，对于碳钢icp＝100A·m-2，ip＝0.5A·m-2；在30%HNO3中，对于碳钢icp＝10000A·m-2，ip＝0.2A·m-2，为解决这一矛盾，可以采取逐渐加液连续通电式或连续钝化式。逐渐加液连续通电式是采取逐步加液，逐步钝化，直至(zhízhì)容器中盛满液体和完全钝化，在此过程中，所需电流一直维持较小数量级。连续钝化式是预先涂覆临时性涂层，由于涂层有针孔，露出的面积很小，钝化电流也较小，实际使用过程中涂层逐渐破损，破损处很快钝化，直至(zhízhì)涂层完全剥落，容器完全钝化，但其致钝电流却始终较小。2．联合保护阳极钝化法与其他防腐方法相结合的联合保护技术往往具有更好的防腐效果，经常采用的联合保护是阳极钝化法。主要有下列三种方式，即与涂层结合、与缓蚀剂结合或与电偶结合。例如：由于硫酸中的钛与碳或铂（电偶）相连接、热硫酸中的铬钢与Fe3O4+MnO2相连接时可处于钝化稳定区，当初期使设备强制钝化后，就可以(kěyǐ)用电偶方式保持其钝化状态。五、应用(yìngyòng)举例（表6-2）§6.2阴极保护由于锌板的电化学活性较强，连接后锌板上发生氧化反应Zn－2e→Zn2+，其间有大量的过剩电子沿导线流入铜板和铁板，而且e＝e1+e2式中：el——锌板流入铁板电子数；e2——锌板流入铜板电子数。当el足够大时，就能抵消原先引起铁板腐蚀的电子流e腐，那么铁板上再没有电子沿着导线流入铜板了，这时回路中的电流方向(fāngxiàng)是从铁板和铜板经导线流入锌板，再由锌板经海水流回铁板和铜板。因此，若电流表上的指针指零或反向，则表示铁的腐蚀电流消失或得到过剩阴极电流的保护，因此，铁板得到了保护不再发生腐蚀，而锌板却受到了腐蚀。由于锌板的接入，腐蚀电池(diànchí)中的铁板和铜板都变成了阴极而得到保护，所以称这种保护为阴极保护。下面用极化曲线来说明阴极保护的原理。为了说明问题，把阴、阳极化曲线按照强极化处理简化成直线，如图7—2所示。在图6—2中，SQR为阴极极化曲线，PS为阳极极化曲线，两者相交于S点，对应的电流Icorr为系统的腐蚀电流，对应的电位Ec为系统的腐蚀电位（或称混合电位）。当对系统设备施加阴极保护时，即向设