一、電化學犧牲保護的核心機制
電偶腐蝕原理的逆向應用：鋁合金陽極（電極電位約 - 1.05~-1.15V SCE，如 Al-Zn-In 系合金）與船體鋼材（電極電位約 - 0.03V SCE）在海水中形成電偶對。由于陽極電位更負，成為腐蝕電池的陽極，優先發生氧化反應：陽極反應：Al - 3e? → Al3?（釋放電子）陰極反應：O? + 2H?O + 4e? → 4OH?（船體鋼材表面被保護，抑制腐蝕）。
電子遷移與電流輸出：海水中的氯離子（Cl?）等電解質加速電子傳導，鋁合金陽極持續溶解并向船體輸送保護電流。通過控制陽極與船體的電位差（需達到≥0.85V 的保護電位），使船體金屬表面形成陰極極化層，阻止氧化反應發生。
二、支架式結構的功能性設計
機械固定與電氣連接的雙重作用支架材料：采用絕緣耐腐蝕的 FRP（玻璃鋼）或鈦合金支架，通過螺栓固定于船體水線以下區域（如船底、艉部），確保：
電氣上：陽極與船體金屬直接導通（支架與船體接觸點需導電）；機械上：抵抗海浪沖擊、船舶振動，避免陽極脫落（如采用 “L 型” 或 “U 型” 支架包裹陽極）。
布局優化與保護均勻性：陣列式安裝：根據船體線型分段布置陽極（如每 10~15 米一組），支架高度通常距船體表面 10~15cm，避免陽極電流被船體結構屏蔽（如船底龍骨兩側對稱安裝）。
可更換設計：支架預留螺栓孔，陽極消耗至原重量的 30%~50% 時可直接拆卸更換，無需船體塢修（如模塊化支架系統）。
三、海水環境的適應性機制
抗氯離子腐蝕與生物附著
海水中高濃度 Cl?（約 19g/L）本會加速金屬腐蝕，但鋁合金陽極通過以下機制維持性能：In、Zn 等元素抑制 Cl?引起的陽極鈍化，確保持續放電；
支架表面可涂覆防污漆（如含氧化亞銅涂層），減少藤壺、海藻等生物附著對電流輸出的阻礙。
動態環境下的保護穩定性
船舶航行時的水流沖刷會加速陽極溶解，但鋁合金陽極的均勻溶解特性（而非鋅陽極的局部瘤狀溶解）可保證電流輸出穩定性。例如：在航速 10 節時，Al-Zn-In 合金陽極的電流波動≤5%，而鋅陽極波動可達 15%。