犧牲陽極在防腐領域的要求主要表現在以下幾個方面:犧牲陽極工作過程中陽極極化率要小。這樣犧牲陽極的電位并沒有往正方向移動多少(陽極極化的結果)。犧牲陽極(即閉路電位,犧牲陽極陰極保護系統運行時與金屬結構相連的電位)的工作電位足夠負,可以在陰極保護系統工作時保持足夠大的驅動電壓。犧牲陽極材料的理論電容應該更大。理論電容是根據庫侖定律計算出的消耗單位質量金屬所產生的電量,單位為A·h/kg。對于犧牲陽極,單位質量陽極金屬消耗產生的電量較大;換句話說,產生1安培小時單位電能所消耗的陽極質量較少。這就決定了陽極使用壽命長、經濟性好的保護效果。
犧牲陽極的類型及其各自的特征:工程中常用的犧牲陽極材料主要有鎂及鎂合金、鋅及鋅合金、鋁合金。在某些工程中,由于特殊情況,采用鐵陽極或錳陽極作為犧牲陽極進行陰極保護。鎂犧牲陽極因其開路電位為負,驅動電壓高,廣泛應用于土壤、海水、海泥和工業用水中對金屬結構進行陰極保護。但是它的電流效率低,這是一個很大的缺點。鋅基犧牲陽極的開路電位不如鎂基陽極為負,驅動電壓也不大,但仍可廣泛用于低電阻率土壤、海水、海泥中的犧牲陽極保護。
鋅的標準電極電位為-0.76V(SHE),高純鋅在海水中的穩定電位為-0.82V(SHE)。這是一種比較活潑的金屬,與鋼和常用的金屬結構材料相比,帶負電荷。鋅陽極不適用于高阻土壤或淡水,但通常用于海水、某些化學介質和低阻土壤或灘涂。而鋅及鋅合金陽極理論發電量較小,但其電流效率as 犧牲陽極很高,在海水中達到95%,在土壤中達到65%以上。鋁也是典型的輕金屬,原子序數13,相對原子質量26.98,密度2.7g/cm,熔點660℃。鋁的標準電極電位為-1.66V(SHE),在海水中的穩定電位約為-0.53 (She)。鋁的理論容量為2970A h/kg,是鋅的3.6倍,鎂的1.35倍。