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牺牲阳极保护法具有许多显著优点,在海洋构筑物方面具有广泛的应用。但是由于阴极保护初期所需保护电流密度约为整个保护周期平均电流密度的3～5倍,采用普通牺牲阳极进行保护时,存在资源浪费和使被保护阴极负重过大的问题。因此,开发既满足阳极寿命的要求,又符合初期极化电流条件的新型经济、环保型复合牺牲阳极具有重大意义。本文研究了一种新型的镁铝复合牺牲阳极,内层材料为Al-Zn-In-Si合金,外层材料为MGAZ63B合金,通过对浇铸工艺的改进制得了内外层结合良好的复合牺牲阳极试样。通过对比分析四个不同电位下的阴极极化实验确定了静止海水(青岛海域)中被保护钢铁构件的最佳保护电位为-0.85V(vs. Ag/AgCl电极,电解液为饱和KCl溶液);通过X-射线衍射法测试了被保护阴极表面所形成覆盖产物的主要化学成分为Mg(OH)2,从而计算出钢铁构筑物在静止海水中的最佳保护电位范围为-0.816～-0.930V(vs. Ag/AgCl)。利用极化曲线和交流阻抗分析了牺牲阳极的活性和反应机理。镁基牺牲阳极(简称镁阳极)与铝基牺牲阳极(简称铝阳极)极化曲线平坦,极化率小,反应活性高,镁阳极活性大于铝阳极。复合牺牲阳极试样两合金交界面处由于合金的互熔,使其电化学活性介于铝阳极与镁阳极之间,铝元素的存在加速镁的腐蚀。在Q235钢、铝阳极、镁阳极三者面积相同的情况下,Q235钢被铝阳极保护时,阴极反应是由扩散过程控制的氧还原反应;被镁阳极保护时,阴极反应是由活化过程控制的水还原反应。采用外加电流法测试了牺牲阳极的开路电位、工作电位。观察了牺牲阳极的腐蚀形貌,并计算其电容量、电流效率等电化学性能参数。利用自放电法模拟了牺牲阳极的实际使用情况,补充测试了阴极保护电位等相应的性能参数,结果发现,单纯的镁阳极与铝阳极性能优良、腐蚀均匀;复合牺牲阳极进行保护时,由于发生过保护现象,先后经历镁阳极放电保护钢铁构件、镁阳极放电保护钢铁构件与铝阳极、镁阳极与铝阳极共同放电保护钢铁构件、铝阳极放电保护钢铁构件四个阶段,在第二阶段裸露出的铝阳极被镁阳极所保护,表面生成钙镁沉积产物而钝化,导致腐蚀不均匀,电流效率偏低。