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[拼音]:huanshiji

[外文]:corrosion inhibitor

以适当的浓度和形式存在于介质中,可以防止或减缓金属腐蚀的一种化学物质或复合物质。也称腐蚀抑制剂或阻蚀剂。它的用量很小(0.1%~1%),但效果显著。这种保护金属的方法称缓蚀剂保护。缓蚀剂用于中性介质(锅炉用水、回圈冷却水)、酸性介质(除锅垢的盐酸,电镀前镀件除锈用的酸浸溶液)和气体介质(气相缓蚀剂)。缓蚀剂的保护效果通常用缓蚀效率或抑制效率I来表示:

式中V0为未加缓蚀剂时的金属腐蚀速率;V为加有缓蚀剂后的金属腐蚀速率。缓蚀效率愈大,抑制腐蚀的效果愈好。有时较低剂量的几种不同类缓蚀剂配合使用可获得较好的缓蚀效果,这种作用称为协同效应;相反地,若不同型别缓蚀剂共同使用时反而降低各自的缓蚀效率,则称为拮抗效应。缓蚀剂可按作用机理或保护被膜特性进行分类。

按缓蚀剂的作用机理分类

可将缓蚀剂分为三类:

阳极型缓蚀剂

例如中性介质中用的铬酸盐、亚硝酸盐、苯甲酸盐等。它们能增加阳极极化,从而使腐蚀电势正移。通常,阳极型缓蚀剂的阴离子移向金属表面使其钝化,但是如果缓蚀剂用量不足,反而加剧部分金属的孔蚀,因此阳极型缓蚀剂又有“危险性缓蚀剂”之称。非氧化型缓蚀剂(如苯甲酸钠等),只有在溶解氧存在的条件下才有缓蚀作用,它的用量不足时,会引起一般的腐蚀。

阴极型缓蚀剂

例如酸式碳酸钙、聚磷盐、硫酸锌、砷离子、锑离子等,它们能增加阴极极化,使腐蚀电势负移。通常,阴极型缓蚀剂的阳离子移向金属表面,通过电化学或化学反应在金属表面形成沉淀保护膜,抑制阴极过程速率(例如使氢的超电势大大增加),从而起缓蚀作用。这类缓蚀剂在用量不足时不会加速腐蚀,故又有“安全缓蚀剂”之称。

混合型缓蚀剂

例如含氮、含硫和既含氮又含硫的有机化合物、生物碱等,它们对阴极过程和阳极过程同时起抑制作用。这时腐蚀电势变化不大,但腐蚀电流却减少很多。

按缓蚀剂保护被膜特性分类

可将缓蚀剂分成三类。

氧化膜型缓蚀剂

这类缓蚀剂能使金属表面形成致密、附著力强的氧化膜,当氧化膜达一定厚度以后(如50~100埃),氧化反应的速率减慢,金属钝化,腐蚀速率大大降低。此类缓蚀剂是阳极型的,用量不足将会加速区域性腐蚀速率,使用时应特别注意。

沉淀膜型缓蚀剂

这类缓蚀剂(如硫酸锌、碳酸氢钙、聚磷酸钠)能与介质中的有关离子反应并在金属表面形成防腐蚀的沉淀膜。沉淀膜厚度一般都比钝化膜厚(约为几百至一千埃),膜的致密性和附著力均不如钝化膜,防腐效果也差。此类缓蚀剂通常和去垢剂合并使用于中性水介质,以防止金属表面结垢。

吸附膜型缓蚀剂

这类缓蚀剂能吸附在金属表面,改变金属表面性质,从而抑止腐蚀。它们一般是混合型有机化合物缓蚀剂,如胺类、硫醇、硫脲、吡啶衍生物、苯胺衍生物、环状亚胺等。为了能形成良好的吸附膜,金属必须有洁净的表面,所以在酸性介质中往往比在中性介质中更多地采用这类缓蚀剂。

缓蚀剂的选择

缓蚀剂的缓蚀效果与它的使用浓度以及介质的pH值、温度、流速等密切相关,因此应根据被保护的物件、环境条件严格选择。缓蚀剂可能带来的环境污染问题已引起关注,对缓蚀剂选择的注意力已转移到不含重金属的型别。根据情况有时可选用特殊的缓蚀剂,例如气相缓蚀剂是第二次世界大战时期发展起来的,在金属器械装运、贮存时使用的缓蚀剂。它们是有一定的挥发性,可以存在于金属表面的溼膜中,并具有强烈吸附性的物质,如亚硝酸二环己烷基铵,一般制成片剂或浸渍在包装纸上。

参考书目

郑家燊编:《金属电化学和缓蚀剂保护技术》,上海科学技术出版社,上海,1984。

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