牺牲阳极保护法是利用电化学原理，由活泼金属（锌、铝等）在海水介质中与被保护材料构成电性连接，自身作为阳极被加速腐蚀，使被保护材料成为阴极而得到保护。常用的牺牲阳极材料主要有锌基、铝基和镁基三种。用牺牲阳极保护金属不需要外加电源、不会干扰临近金属设施、电流分散能力好、易于管理和维护，在防腐蚀工程中得到了广泛的应用。镁牺牲阳极比其他牺牲阳极密度小、电容量大、电位负、极化率低，对钢铁的驱动电压大，特别适用于电阻率较高的土壤和淡水中金属构件的保护。

镁的特点是密度小，电位负，极化率低，单位发生电量大，具有高的化学活性，镁的标准电极电位为-2.73V (EH )，在海水中的稳定电位为-1.45V，金属镁是制作阴极防蚀用的牺牲阳极的理想材料。牺牲阳极法阴极保护是用比钢铁的对地电位还要低的金属如镁合金、铝合金和锌合金制成的阳极与被保护物（如石油管线和热水器内胆等）连接，以阳极的腐蚀为代价，使被保护物不被腐蚀。为这种目的生产的阳极称为牺牲阳极。

在阳极保护领域，锌合金、铝合金阳极已经在包括海洋钢铁设施、海上平台、船舶、输油管路等诸多领域取得了极好的经济效益和社会效果。但是，在土壤干燥条件下，效果并不明显，且表面腐蚀层不易溶解、脱落，阻抗增长，电流效率下降。而镁阳极操作电位可达-1.5V ，比之铝阳极-1.1V，锌阳极-0.8V均优，电容量是锌阳极的1.9倍，且电流输出稳定，表面腐蚀层易溶解、松落，电效一般都达到50%以上。

镁合金牺牲阳极的基本特点包括:

(1）镁阳极的电极电位较负，驱动电压高，可用于电阻率较高的土壤和淡水环境中;

(2)镁表面难以形成有效的保护膜，可持续放电;

(3）镁是人体必需的元素，对人体无毒副作用，环保和健康;

(4）镁阳极热稳定性好，高温环境可稳定工作。

镁基牺牲阳极有纯镁、Mg-Mn系合金和Mg-Al-Zn-Mn系合金等三类,其共同的特点是密度小、理论电容量大、电位负、极化率低,对钢铁的驱动电压很大(>0.6V)，适用于电阻率较高的土壤和淡水中金属构件的保护。但不足之处是它们的电流效率都不高,通常只有50%左右，比锌合金和铝合金牺牲阳极的电流效率要低得多。在镁中加入适量A1、Zn和Mn等元素组成合金,可使镁阳极的电化学性能得到改善。

镁牺牲阳极根据开路电位的高低又分为高电位和低电位镁阳极两种，按生产工艺可分为铸造阳极和挤压阳极。为了适应各种环境，针对不同的保护对象，镁阳极可以做成各种各样的形状，如在土壤及水中常用的为D形和梯形截面的铸造阳极，在热交换器中多用挤压的圆柱形阳极，在高电阻率土壤中或套管内多用带状高电位镁阳极,在水下常用半球形阳极，在低电阻率环境中复合阳极是理想的阳极。

镁牺牲阳极由于电位足够负，极化率低，适用于高电阻率的淡水、低盐度水以及电阻率为20一100 m的土壤。镁的腐蚀产物无毒,故镁合金阳极也用于生活水设施的保护。镁阳极电位太负，易产生过保护或氢脆,诱发火花,不能用于易燃易爆场合。镁合金阳极电流效率低，消耗快，需要经常更换，材料成本较高。在电阻率较低的海水中一般不使用镁阳极。

镁合金牺牲阳极是适用于对在土壤、淡水及海水等介质中工作的金属(主要是钢质)设施进行阴极保护用的一种特殊的电化学功能材料，镁和镁合金的铸造与加工产品在电化学方面分为铸造和挤压镁合金牺牲阳极两类,具体用途包括:家用和工业用热水器，各种地下构建物，例如地下电缆、管线、井体、储槽和塔基等，以及海水冷凝器、船体、压载箱和在海洋环境中使用的钢桩。镁合金牺牲阳极的特点是密度小、理论电容量大、电位负、极化率低，但不足之处是电流效率只有50%左右，在镁中加入适量的A1、Zn和Mn等元素组成合金，可改善镁阳极的电化学性能。

应用镁阳极保护的构物主要有埋地长输管道、容器、大型储罐、电缆的金属护套、热交换器、热水器等。虽然海上应用远远少于铝、锌阳极，但也有应用在舰船和压载舱等。