镁合金牺牲阳极的工作原理基于电化学腐蚀中的阴极保护理论，核心是通过自身作为 “牺牲性阳极”，将腐蚀电流引向自身，从而保护被保护金属。以下是具体原理解析：
一、电化学腐蚀的基本逻辑
1. 金属腐蚀的本质：金属在电解质环境（如土壤、海水、水溶液）中，因自身不同区域的电极电位差异，形成 “微电池”，电位较低的区域（阳极）失去电子被腐蚀，电位较高的区域（阴极）获得电子而被保护。
2. 镁合金的电极特性：镁的标准电极电位为 -2.37V（vs 标准氢电极），在常见金属中电位极低（比钢铁、锌、铝等更负），化学活性极强。
二、牺牲阳极保护法的原理
1. 构建宏观原电池：将镁合金阳极与被保护金属（如钢铁）通过导线连接，并共同处于电解质环境中，形成 “宏观原电池”。此时：
1. 镁合金：作为阳极（电位更负），优先失去电子，发生氧化反应：Mg→Mg2++2e−
2. 被保护金属：作为阴极（电位相对较高），获得镁合金释放的电子，抑制自身的氧化反应（腐蚀）：O2+2H2O+4e−→4OH−(吸氧腐蚀)
2. 电流流向：电子从镁合金阳极通过导线流向被保护金属阴极，电解质中的离子（如Cl−、SO42−）则在溶液中迁移，形成完整的电流回路。
三、镁合金的 “牺牲” 机制
1. 腐蚀转移：镁合金阳极通过持续释放电子，将原本应发生在被保护金属上的腐蚀反应 “转移” 到自身，直至自身消耗殆尽。
2. 驱动电压：镁合金与钢铁的电位差约为 0.5~0.8V（如钢铁在土壤中的电位约为 - 0.5V vs 饱和硫酸铜参比电极，镁合金为 - 1.5V 左右），该电位差形成保护驱动力，确保电流持续输出。