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阴极保护原理的基础是电化学中有关腐蚀原电池的理论，它是根据不同的金属在电解质中有不同的电极电位，电位负的为阳极，电位正的为阴极。在电解质中，阳极上失去金属离子，产生电子，电子通过电缆流向阴极，从而阴极上富集了电子，这样阴极不再失去金属离子而产生电子，也就是阴极不腐蚀得到了保护。上述防腐方法称为阴极保护，目前已广泛采用阴极保护方法来保护地下及水中的金属构筑物，已知金属结构与电解质溶液相接触会形成原电池，阴极保护就是要消除金属结构上的阳极区，可通过牺牲阳极的阴极保护和外加电流的阴极保护两种方法来实现。
牺牲阳极的阴极保护是将电位较负的金属或合金作为牺牲阳极，通过电缆与阴极即电位较正的金属连接，在电解质中构成了电池组。如镁和钢铁之间电极电位不同，产生电位差，电子从电位较负的镁经电缆流入电位较正的钢铁中，此时，镁不断的失去金属离子产生电子而遭到腐蚀；而钢铁因不断地接受电子抑制了铁离子的形成，从而避免腐蚀，这就是牺牲阳极保护阴极的牺牲阳极的阴极保护。通常用做牺牲阳极的材料有镁合金、锌合金、铝合金，对于埋地金属结构物，用牺牲阳极不仅有防腐蚀的功能，还能起到防干扰接地电池的作用，同时还有作为接地体的地电位均压装置的功能。
外加电流的阴极保护是通以直流电流，将电源的负极接到被保护的金属构件上，正极接到辅助阳极上，通过电解质构成一个回路。这样金属构件得到保护，用做外加电流的辅助阳极通常采用的是高硅铸铁阳极，另外还有石墨、铂，钛合金阳化物、柔性等阳极。
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