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緩蝕(shi)劑是減緩(huan)金屬腐蝕(shi)的添加劑,是具有抑(yi)制金屬生鏽(xiu)腐蝕的(de)化學(xue)藥品(pin)的(de)總(zong)稱。
一(yi)般要(yao)求在(zai)酸洗(xi)液中(zhong)加(jia)入少量(liang)緩蝕(shi)劑(ji)即有強(qiang)烈抑制金屬在(zai)酸洗過(guo)程(cheng)被腐(fu)蝕的效(xiao)果。 金屬(shu)腐蝕(shi)分化學腐(fu)蝕與(yu)電化(hua)學腐蝕(shi)。金屬與化學(xue)物質(zhi)(酸)直接反(fan)應造成(cheng)的(de)腐蝕叫化學(xue)腐蝕,如(ru)fe+2hcl==fecl2+h2↑的化學反(fan)應。金(jin)屬與電解質溶(rong)液形成(cheng)化學微(wei)電池,在電池陰(yin)極發生還原反(fan)應,陽(yang)極發生氧(yang)化(hua)反(fan)應叫(jiao)做金(jin)屬的電化學腐(fu)蝕。電化學(xue)腐蝕速度要比化學(xue)腐蝕快得多而(er)且(qie)危害也大得(de)多:在酸液中金(jin)屬發(fa)生的電化(hua)學腐蝕主要是(shi)析氫腐(fu)蝕,又稱(cheng)氫(qing)去極化腐蝕(shi),具體(ti)表(biao)現爲: 陰(yin)極反應 2h+2e——>h2 陽(yang)極反(fan)應 fe-2e——>fe2+ 而産生的h2如(ru)果擴(kuo)散到金屬(shu)内部會(hui)弓i起金(jin)屬脆性增加,在(zai)有應(ying)力部位開(kai)裂或強度(du)較低(di)部位發(fa)生鼓疱(pao),這種現象(xiang)稱爲(wei)氫脆(cui)或氫鼓疱(pao),會造(zao)成設備的突然破損,其危(wei)害比(bi)腐蝕更大(da)。 加(jia)入酸洗緩蝕(shi)劑的作用就是(shi)減緩電化(hua)學腐蝕中某(mou)個電極反應的發(fa)生。
不同種類緩蝕劑的作用機理是(shi)大不相同的。有(you)的緩(huan)蝕劑(ji)可吸(xi)附在(zai)金屬表面形成(cheng)連續的薄(bao)膜阻(zu)隔(ge)清洗介質對(dui)金屬的腐(fu)蝕;有的與金屬(shu)作用(yong)形成保護(hu)層;有的緩蝕劑(ji)阻滞電化學腐(fu)蝕的陰(yin)、陽(yang)極反(fan)應,抑(yi)制金屬溶解和(he)析氫(qing)吸氫(qing)等。如(ru)含有砷離(li)子(as3+)、銻(ti)離子(sb3+)等無(wu)機酸洗緩(huan)蝕劑的作用(yong)原(yuan)理是(shi)這些(xie)陽(yang)離子在(zai)電池(chi)的陰極區(qu)被還(hai)原成中性原子并沉(chen)積在電極(ji)上,使曠離子從(cong)陰極得電(dian)子的放電(dian)反應(ying)變得十(shi)分困難(nan),從而(er)使整個電(dian)化學氧化還原(yuan)反應(ying)的速(su)度大(da)爲減緩(huan)。而含有(you)極性(xing)基團的有(you)機化合物(wu)如硫(liu)脲、吡(bi)啶(ding)的緩蝕(shi)機理則要(yao)複雜(za)得多(duo),目(mu)前正處(chu)在研究和争(zheng)議(yi)之中(zhong),但一般認(ren)爲這些有機化合物的緩蝕作(zuo)用與表面活性(xing)有關,表(biao)面活性(xing)使這些(xie)物質能(neng)在金屬(shu)溶液界(jie)面上(shang)的(de)活(huo)性區域(yu)發(fa)生吸附,其(qi)結果是使原來(lai)在界(jie)面活性區(qu)域發(fa)生(sheng)的電化學反應受(shou)到強(qiang)烈阻滞而大大降低金屬電化(hua)學腐蝕(shi)的速度。如常見的含有(you)胺基的(de)緩蝕劑在(zai)酸液中其極(ji)性基團可吸附在金屬表面,而(er)其憎水的(de)非極性基(ji)團在金屬(shu)表面定向(xiang)排列成憎水層(ceng),排斥(chi)酸性介質(zhi)的腐蝕。由(you)于(yu)帶正電(dian)的胺離子(zi)吸附于金屬表面微(wei)電池的陰極區,阻止氫(qing)離子向(xiang)陰極(ji)表(biao)面(mian)靠攏(long)和放(fang)電使析氫(qing)腐蝕(shi)難以發生(sheng)。
許多(duo)性能良好(hao)的緩蝕劑兼有表面吸附成膜(mo),改變金屬腐蝕(shi)電位阻止電化(hua)學腐(fu)蝕反應中(zhong)的陽極金(jin)屬溶(rong)解,陰極氫(qing)離子放電(dian)析出氫氣(qi)的作用往往是(shi)多種作用協同的結果。根(gen)據緩蝕劑阻滞(zhi)的具(ju)體電極(ji)反(fan)應不(bu)同(tong),把緩蝕(shi)劑分(fen)爲三(san)類:使陽(yang)極(ji)反應(ying)受阻的稱(cheng)爲陽極型(xing)緩蝕劑;使陰極反應(ying)受阻(zu)滞的緩蝕(shi)劑稱爲陰極型(xing)緩蝕劑;使(shi)陰、陽(yang)極反應(ying)同(tong)時受(shou)阻的稱爲混合(he)型緩蝕劑。也可(ke)以根據組成分(fen)爲無(wu)機和(he)有機(ji)兩類。而(er)根據緩(huan)蝕劑在金屬表(biao)面形成保護膜(mo)的成(cheng)膜機理把(ba)它分爲(wei)鈍化膜,沉澱(dian)膜(mo)和吸附(fu)膜三類(lei)。
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