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緩(huan)蝕劑(ji)是減(jian)緩金(jin)屬腐(fu)蝕的(de)添加(jia)劑,是(shi)具有(you)抑制(zhi)金屬(shu)生鏽(xiu)腐蝕(shi)的化(hua)學藥(yao)品的(de)總稱(cheng)。
一般(ban)要求(qiu)在酸(suan)洗液(ye)中加(jia)入少(shao)量緩(huan)蝕劑(ji)即有(you)強烈(lie)抑制(zhi)金屬(shu)在酸(suan)洗過(guo)程被(bei)腐蝕(shi)的效(xiao)果。 金(jin)屬腐(fu)蝕分(fen)化學(xue)腐蝕(shi)與電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)。金屬(shu)與化(hua)學物(wu)質(酸(suan))直接(jie)反應(ying)造成(cheng)的腐(fu)蝕叫(jiao)化學(xue)腐蝕(shi),如Fe+2HCl==FeCl2+H2↑的(de)化學(xue)反應(ying)。金屬(shu)與電(dian)解質(zhi)溶液(ye)形成(cheng)化學(xue)微電(dian)池,在(zai)電池(chi)陰極(ji)發生(sheng)還原(yuan)反應(ying),陽極(ji)發生(sheng)氧化(hua)反應(ying)叫做(zuo)金屬(shu)的電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)。電化(hua)學腐(fu)蝕速(su)度要(yao)比化(hua)學腐(fu)蝕快(kuai)得多(duo)而且(qie)危害(hai)也大(da)得多(duo):在酸(suan)液中(zhong)金屬(shu)發生(sheng)的電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)主要(yao)是析(xi)氫腐(fu)蝕,又(you)稱氫(qing)去極(ji)化腐(fu)蝕,具(ju)體表(biao)現爲(wei): 陰極(ji)反應(ying) 2H+2e——>H2 陽極(ji)反應(ying) Fe-2e——>Fe2+ 而産(chan)生的(de)H2如果(guo)擴散(san)到金(jin)屬内(nei)部會(hui)弓I起(qi)金屬(shu)脆性(xing)增加(jia),在有(you)應力(li)部位(wei)開裂(lie)或強(qiang)度較(jiao)低部(bu)位發(fa)生鼓(gu)疱,這(zhe)種現(xian)象稱(cheng)爲氫(qing)脆或(huo)氫鼓(gu)疱,會(hui)造成(cheng)設備(bei)的突(tu)然破(po)損,其(qi)危害(hai)比腐(fu)蝕更(geng)大。 加(jia)入酸(suan)洗緩(huan)蝕劑(ji)的作(zuo)用就(jiu)是減(jian)緩電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)中某(mou)個電(dian)極反(fan)應的(de)發生(sheng)。
不同(tong)種類(lei)緩蝕(shi)劑的(de)作用(yong)機理(li)是大(da)不相(xiang)同的(de)。有的(de)緩蝕(shi)劑可(ke)吸附(fu)在金(jin)屬表(biao)面形(xing)成連(lian)續的(de)薄膜(mo)阻隔(ge)清洗(xi)介質(zhi)對金(jin)屬的(de)腐蝕(shi);有的(de)與金(jin)屬作(zuo)用形(xing)成保(bao)護層(ceng);有的(de)緩蝕(shi)劑阻(zu)滞電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)的陰(yin)、陽極(ji)反應(ying),抑制(zhi)金屬(shu)溶解(jie)和析(xi)氫吸(xi)氫等(deng)。如含(han)有砷(shen)離子(zi)(As3+)、銻離(li)子(Sb3+)等(deng)無機(ji)酸洗(xi)緩蝕(shi)劑的(de)作用(yong)原理(li)是這(zhe)些陽(yang)離子(zi)在電(dian)池的(de)陰極(ji)區被(bei)還原(yuan)成中(zhong)性原(yuan)子并(bing)沉積(ji)在電(dian)極上(shang),使曠(kuang)離子(zi)從陰(yin)極得(de)電子(zi)的放(fang)電反(fan)應變(bian)得十(shi)分困(kun)難,從(cong)而使(shi)整個(ge)電化(hua)學氧(yang)化還(hai)原反(fan)應的(de)速度(du)大爲(wei)減緩(huan)。而含(han)有極(ji)性基(ji)團的(de)有機(ji)化合(he)物如(ru)硫脲(niao)、吡啶(ding)的緩(huan)蝕機(ji)理則(ze)要複(fu)雜得(de)多,目(mu)前正(zheng)處在(zai)研究(jiu)和争(zheng)議之(zhi)中,但(dan)一般(ban)認爲(wei)這些(xie)有機(ji)化合(he)物的(de)緩蝕(shi)作用(yong)與表(biao)面活(huo)性有(you)關,表(biao)面活(huo)性使(shi)這些(xie)物質(zhi)能在(zai)金屬(shu)溶液(ye)界面(mian)上的(de)活性(xing)區域(yu)發生(sheng)吸附(fu),其結(jie)果是(shi)使原(yuan)來在(zai)界面(mian)活性(xing)區域(yu)發生(sheng)的電(dian)化學(xue)反應(ying)受到(dao)強烈(lie)阻滞(zhi)而大(da)大降(jiang)低金(jin)屬電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)的速(su)度。如(ru)常見(jian)的含(han)有胺(an)基的(de)緩蝕(shi)劑在(zai)酸液(ye)中其(qi)極性(xing)基團(tuan)可吸(xi)附在(zai)金屬(shu)表面(mian),而其(qi)憎水(shui)的非(fei)極性(xing)基團(tuan)在金(jin)屬表(biao)面定(ding)向排(pai)列成(cheng)憎水(shui)層,排(pai)斥酸(suan)性介(jie)質的(de)腐蝕(shi)。由于(yu)帶正(zheng)電的(de)胺離(li)子吸(xi)附于(yu)金屬(shu)表面(mian)微電(dian)池的(de)陰極(ji)區,阻(zu)止氫(qing)離子(zi)向陰(yin)極表(biao)面靠(kao)攏和(he)放電(dian)使析(xi)氫腐(fu)蝕難(nan)以發(fa)生。
許(xu)多性(xing)能良(liang)好的(de)緩蝕(shi)劑兼(jian)有表(biao)面吸(xi)附成(cheng)膜,改(gai)變金(jin)屬腐(fu)蝕電(dian)位阻(zu)止電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)反應(ying)中的(de)陽極(ji)金屬(shu)溶解(jie),陰極(ji)氫離(li)子放(fang)電析(xi)出氫(qing)氣的(de)作用(yong)往往(wang)是多(duo)種作(zuo)用協(xie)同的(de)結果(guo)。根據(ju)緩蝕(shi)劑阻(zu)滞的(de)具體(ti)電極(ji)反應(ying)不同(tong),把緩(huan)蝕劑(ji)分爲(wei)三類(lei):使陽(yang)極反(fan)應受(shou)阻的(de)稱爲(wei)陽極(ji)型緩(huan)蝕劑(ji);使陰(yin)極反(fan)應受(shou)阻滞(zhi)的緩(huan)蝕劑(ji)稱爲(wei)陰極(ji)型緩(huan)蝕劑(ji);使陰(yin)、陽極(ji)反應(ying)同時(shi)受阻(zu)的稱(cheng)爲混(hun)合型(xing)緩蝕(shi)劑。也(ye)可以(yi)根據(ju)組成(cheng)分爲(wei)無機(ji)和有(you)機兩(liang)類。而(er)根據(ju)緩蝕(shi)劑在(zai)金屬(shu)表面(mian)形成(cheng)保護(hu)膜的(de)成膜(mo)機理(li)把它(ta)分爲(wei)鈍化(hua)膜,沉(chen)澱膜(mo)和吸(xi)附膜(mo)三類(lei)。
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