鋁合金犧牲陽極的保護(hù)原理基于電化學(xué)腐蝕中的 “犧牲陽極法”（屬陰極保護(hù)技術(shù)的一種），核心是利用鋁合金與被保護(hù)金屬（通常是鋼鐵）之間的電極電位差異，通過自身優(yōu)先腐蝕產(chǎn)生電流，使被保護(hù)金屬處于 “陰極” 狀態(tài)而避免腐蝕。具體原理可拆解為以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：
一、電極電位的差異：形成腐蝕電池的基礎(chǔ)
· 金屬的電化學(xué)活性差異：在同一電解質(zhì)環(huán)境（如海水、土壤、淡水）中，鋁合金的電極電位（約 - 1.05V 至 - 1.15V，相對(duì)于飽和甘汞電極 SCE） 比鋼鐵（約 - 0.44V）更負(fù)（更活潑）。
· 自發(fā)形成原電池：當(dāng)鋁合金（犧牲陽極）與被保護(hù)的鋼鐵結(jié)構(gòu)通過導(dǎo)線或直接接觸連接，并共同浸泡在電解質(zhì)中時(shí)，會(huì)形成一個(gè)閉合的 “腐蝕電池”：
· 鋁合金作為陽極（活潑金屬），發(fā)生氧化反應(yīng)（失去電子），自身被腐蝕溶解；
· 鋼鐵作為陰極（不活潑金屬），發(fā)生還原反應(yīng)（得到電子），不被腐蝕。
二、陽極的氧化反應(yīng)：犧牲自身保護(hù)陰極
鋁合金犧牲陽極在電解質(zhì)中發(fā)生的核心氧化反應(yīng)（以含鋅、銦、錫等合金元素的鋁合金為例）為：
· 鋁原子失去電子，生成鋁離子（Al³⁺）進(jìn)入電解質(zhì)：
2Al - 6e⁻ → 2Al³⁺
· 合金中添加的鋅（Zn）、銦（In）等元素會(huì)促進(jìn)陽極均勻溶解，避免 “鈍化”（表面形成氧化膜阻礙電流輸出），確保持續(xù)提供保護(hù)電流。
三、陰極的還原反應(yīng)：鋼鐵免受腐蝕
被保護(hù)的鋼鐵（陰極）表面發(fā)生還原反應(yīng)，消耗陽極提供的電子，避免自身被氧化（腐蝕）：
· 若電解質(zhì)中存在氧氣（如海水、潮濕環(huán)境），發(fā)生吸氧還原：
O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻
· 若存在氫離子（酸性環(huán)境），發(fā)生析氫還原：
2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑
無論哪種還原反應(yīng)，鋼鐵表面都不會(huì)產(chǎn)生 Fe²⁺或 Fe³⁺（銹蝕的主要成分），從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
四、電流的持續(xù)流動(dòng)：保護(hù)的關(guān)鍵
· 鋁合金陽極溶解產(chǎn)生的電子通過導(dǎo)線（或直接接觸）流向鋼鐵陰極，電解質(zhì)中的離子（如 Cl⁻、Na⁺）則形成電流回路，確保電子持續(xù)從陽極轉(zhuǎn)移到陰極。
· 保護(hù)效果取決于陽極輸出的電流密度：需根據(jù)被保護(hù)結(jié)構(gòu)的表面積、環(huán)境腐蝕性（如海水比淡水導(dǎo)電性強(qiáng)），設(shè)計(jì)陽極的數(shù)量和布置方式，使鋼鐵表面的保護(hù)電流密度達(dá)到 0.01-0.1mA/m²（不同環(huán)境要求不同）。
