金属的缓蚀
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向..
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。
电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。
而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。
这两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。
1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。
如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。
把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。
重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。
阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。
阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。
混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。
金属防锈缓蚀剂及其应用
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3、缓蚀剂的电化学理论
缓蚀剂阻滞腐蚀的阴、阳极过程（或其中 的任一过程）的进行，从而减缓腐蚀。
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• 在酸性介质中，缓蚀剂（如砷、铋的盐类等） 能使阴极过程的超电压增大，从而使金属在酸 性溶液中的腐蚀速度降低，这就是缓蚀剂的氢 超电压理论
蚀抑制剂。
缓蚀剂特点
用量少，保护效果好 ；
具有严格的选择性
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一、缓蚀剂的分类
1. 按缓蚀剂抑制腐蚀机理分为: 阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和阴阳混合型缓蚀剂
2. 按使用范围分为: 酸性气体缓蚀剂、酸性溶液缓蚀剂、碱性溶液缓蚀剂 、中性溶液缓蚀剂、气相缓蚀剂
3. 按照缓蚀剂的成分来分类: 无机类缓蚀剂和有机类缓蚀剂
• 安全缓蚀剂
• 危险缓蚀剂
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三、缓蚀剂作用影响因素 1、浓度的影响
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2、温度的影响
第一种情况是在较低的温度范围内缓蚀效率很 高，当温度升高时，缓蚀效率变显著降低。
缓蚀剂添加量
腐蚀率 g / m 2 h
（盐酸中氯化氢含量 20℃ 40℃ 520℃ 的﹪）
等步骤制得。
• 性能与应用 • （1）它具有较好的抗湿热性能，不易水解，氧化稳定性
好，不促使油乳化和起泡。 • （2）由于油溶性好，添加量小，不影响基础油的理化性
能。 • 舰艇和热电厂的汽轮机组 • 添加量一般为1﹪左右
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说明 • 由于（T746）有遇水不乳化的特点，故适于配制有
第2章 缓蚀剂及其应用
防腐蚀等级
防腐蚀等级腐蚀是指空气、食品、洗涤剂或其他物质中的化学物质侵蚀金属的过程，可以造成材料的变质，严重时可能会造成健康或安全问题。
因此，人们对防腐蚀等级的重视可谓是不言而喻的。
防腐蚀等级的概念也由此而来。
防腐蚀等级分为金属腐蚀等级和有机物质腐蚀等级两大类。
金属腐蚀等级中，金属腐蚀等级（即“金属缓蚀等级”）一般分为A、B、F三类。
A级为最高等级，表示金属在给定环境中最高的耐腐蚀性能；B级表示耐腐蚀性能较差；F级表示金属在给定环境中耐腐蚀性能最低。
有机物质腐蚀等级则把有机物质分为六个等级：I、II、III、IV、V和VI。
其中，I级表示有机物质的腐蚀性能最强，VI级表示有机物质的腐蚀性能最弱。
防腐蚀等级的评定主要考虑以下因素：一是环境因素，如温度、湿度、气体成分等；二是材料因素，如材料结构、合金成分、表面形貌等；三是外部因素，如腐蚀剂的浓度、温度、湿度等。
根据这些因素，材料的防腐蚀等级可分为四个等级：超极、极、高和中。
超极级的材料具有超出常规水平的防腐蚀能力，能在极端的环境中保持长时间的耐腐蚀性能。
极级的材料也具备较强的防腐蚀能力，在极端环境中可保持4h以上的耐腐蚀性能。
高级别的材料也具有较强的防腐蚀能力，但是在极端环境中可保持2h以上的耐腐蚀性能；中级材料的防腐蚀能力则较弱，只能在极端环境中保持短时间的耐腐蚀性能。
防腐蚀等级的评定制定了国家强制性的行业标准，为国内外金属制造和应用行业提供了相关的技术指导，保证了金属材料的安全使用及加强了金属材料的耐腐蚀性能。
同时，也有助于我们更加清楚和准确地了解腐蚀本质，从而制定更有效的防腐蚀措施，保护金属材料的安全和有效使用。
总之，防腐蚀等级的评定在金属材料的保护和安全使用方面发挥了重要作用，是我们提供安全材料的基础和保障。
同时，也有助于我们了解腐蚀的本质，制定更有效的防腐蚀措施，为人们带来更安全、更有效的环境和材料。
金属缓蚀剂主要成分
金属缓蚀剂主要成分
金属缓蚀剂的主要成分可以包括无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和聚合物缓蚀剂等。
1. 无机缓蚀剂：如亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等。
这些化合物可以在金属表面形成一层致密的保护膜，从而减缓金属的腐蚀。
2. 有机缓蚀剂：如胺类、羧酸类、醛类等。
这些化合物可以与金属表面形成一层化学吸附膜，从而阻止腐蚀介质与金属的接触。
3. 聚合物缓蚀剂：如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等。
这些聚合物可以在金属表面形成一层聚合物膜，从而起到缓蚀的作用。
不同的金属材料和腐蚀环境需要选择不同类型和成分的缓蚀剂。
同时，缓蚀剂的使用也需要遵循相关的安全规定和操作规程。
缓蚀剂性能的测试和评定
缓蚀剂性能的测试和评定概述缓蚀剂是一种用于防止金属被腐蚀的添加剂。
在金属加工、运输和存储过程中，金属会与各种物质接触，如水、盐、氧气等，容易受到腐蚀的影响。
缓蚀剂可以减少金属腐蚀的发生，并增加金属的使用寿命。
该文档旨在介绍缓蚀剂的性能测试和评定方法。
测试方法1. 电化学测试法电化学测试法是一种常用的缓蚀剂性能测试方法。
它通过测量金属在缓蚀剂存在下的电位变化，来评定不同缓蚀剂的腐蚀保护能力。
电化学测试法的实验步骤如下：1.准备测试样品。
将待测试的金属样品切成适当的大小，进行清洗和抛光的处理，使其表面光滑、无氧化层、无脏物。
2.选择合适的电化学测试仪器，将测试样品在一定的电解液中进行测试。
3.根据测试仪器的指引，将缓蚀剂加入电解液中，进行测试。
通过测量不同时间点下金属电位的变化，来评定不同缓蚀剂的腐蚀保护能力。
2. 盐水喷雾测试法盐水喷雾测试法主要用于评定金属在盐水环境下的缓蚀剂性能。
该测试法以人造海水为试验介质，在特定条件下进行喷雾测试，来评定缓蚀剂的腐蚀保护能力。
盐水喷雾测试法的实验步骤如下：1.准备测试样品。
将待测试的金属表面进行处理，使其光滑、无氧化物和脏物。
2.将样品放入盐水喷雾测试箱中（温度为35℃，湿度为95%），每小时将样品用盐水喷雾1.5小时，然后干燥1小时，实验持续时间根据具体情况而设。
3.对样品进行评估，评估标准包括样品表面的腐蚀情况、斑点数量和大小、发黑程度等指标。
评估结果可以通过外观观察、显微镜观察等方式进行判断。
3. 重量损失测试法重量损失测试法是一种简便的评定缓蚀剂性能的方法。
该测试法通过测量金属表面重量的变化，来评定不同缓蚀剂的抗腐蚀能力。
重量损失测试法的实验步骤如下：1.准备测试样品。
将待测试的金属样品处理成适当大小，清洗干净并使用酒精擦拭干净。
2.将样品固定在指定的容器中，加入测试液，并加入不同缓蚀剂溶液。
3.定期取出样品并干燥，重量损失量越少则缓蚀剂的抗腐蚀能力越强。
金属的缓蚀实验报告
中国石油大学（油田化学）实验报告实验日期： 成绩：班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者：实验十 金属的缓蚀一．实验目的1. 掌握一种测定钢铁腐蚀速度的方法(静态挂片失重法)。
2. 了解缓蚀剂的缓蚀机理。
二．实验原理钢铁在酸性介质中的腐蚀是电化学腐蚀。
若在盐酸中，钢铁的腐蚀反应为：阳极反应： Fe → Fe 2+ + 2e阴极反应: 2HCl + 2e → H 2↑ + 2Cl -电池反应：Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2↑为了减小酸性介质对金属的腐蚀，常用的方法是在酸性介质中加入缓蚀剂。
按作用机理，酸性介质缓蚀剂可分为吸附膜型(如甲醛)和“中间相”型(如丁炔醇)两类。
为了定量地表示缓蚀剂的缓蚀作用，可以测定钢铁在加与不加缓蚀剂的介质中的腐蚀速度。
在测定腐蚀速度的方法中最常用的是挂片失重法。
当用挂片失重法测定钢铁腐蚀速度时，可将一已知质量并已知表面积的试片放在腐蚀介质(例如盐酸和加有缓蚀剂的盐酸)中，经过一定时间，再称它的质量，求得失量，即可按式８-1计算钢铁的腐蚀速度。
tA m⨯∆=0υ （８-1） 式中： υ—腐蚀速度，g/(m 2·h)； m ∆—试片的失量，g ；0A —试片的表面积，m 2；t —腐蚀时间，h 。
缓蚀剂的缓蚀率按式1-2计算。
缓蚀率=%100010⨯-υυυ （1-2） 式中：10υυ、—分别为试片在不加与加缓蚀剂的介质中的腐蚀速度。
三．实验仪器、材料与药品1. 仪器和材料电子天平（感量0.000lg ）、游标卡尺、红外干燥箱、镊子、试片、50ml 具塞试管、5ml 量筒、试管架、砂纸、脱脂棉、滤纸。
2.药品盐酸、甲醛、丁炔醇、丙酮、乙醇。
四．实验步骤1. 将4片金属腐蚀试片分别依次用布砂纸、水砂纸和金相砂纸磨平、磨亮，用脱脂棉擦净铁屑，再用游标卡尺测量它的长、宽、厚和圆孔直径。
2. 将试片在1׃1的丙酮—乙醇溶液中洗去油污后，放在洁净的滤纸上，置于红外干燥箱中烘干，用电子天平按其编号准确称取质量。
阴极缓蚀剂和阳极缓蚀剂
阴极缓蚀剂和阳极缓蚀剂
阴极缓蚀剂和阳极缓蚀剂是两种不同类型的缓蚀剂，它们在防止金属腐蚀的过程中起着不同的作用。
阴极缓蚀剂主要通过阻碍电极表面上的阴极反应来达到减缓金属腐蚀的目的。
具体来说，阴极缓蚀剂会在金属表面上形成一层保护膜，从而降低金属表面上的电极反应，减少电子转移，从而降低了金属的腐蚀速率。
阴极缓蚀剂通常被称为“安全缓蚀剂”，因为在用量不足时并不会加速腐蚀。
阳极缓蚀剂则主要通过抑制阳极过程来减缓金属的腐蚀。
它能增加阳极极化，使腐蚀电位正移。
阳极缓蚀剂通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使其钝化。
然而，如果阳极缓蚀剂的用量不足，不能充分覆盖阳极表面时，会形成小阳极大阴极的腐蚀电池，反而会加剧金属的点蚀，因此阳极缓蚀剂又有“危险性缓蚀剂”之称。
总的来说，阴极缓蚀剂和阳极缓蚀剂在防止金属腐蚀方面各有其特点和应用。
在实际应用中，应根据具体的金属类型、腐蚀环境和缓蚀要求来选择合适的缓蚀剂。
缓蚀剂的缓蚀效率及其评价方法
编号：SY-AQ-06740( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑缓蚀剂的缓蚀效率及其评价方法Inhibition efficiency and evaluation method of corrosion inhibitors缓蚀剂的缓蚀效率及其评价方法导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
缓蚀剂的评价采用的是金属腐蚀速率的测试方法，即测定金属在添加一定缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率，并与此金属在不加缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率进行对比，从而确定缓蚀效率和最佳使用条件。
(1)缓蚀剂的缓蚀效率缓蚀效率是表征缓蚀剂性能的重要参数，定义为：式中v0——未加缓蚀剂时金属的腐蚀速率，单位为g/(m2·h)或mm/a等；v——加缓蚀剂后金属的腐蚀速率，单位为g/(m2·h)或mm/a等；η——缓蚀剂的缓蚀效率。
(2)缓蚀剂缓蚀效果的评价方法①实验室测试方法：a.失重法失重法是最常见的、最简单的测定缓蚀剂缓蚀效果的方法。
它通过实验室模拟腐蚀介质环境和现场试验来进行。
分别测取金属在未加缓蚀剂和加入缓蚀剂后的腐蚀介质中的腐蚀失重，从而确定其腐蚀速率，再比较缓蚀剂的缓蚀效果。
缓蚀剂配方的筛选、浓度、用量的选用、失效期的测定及复配物的选择也可采用失重法。
b.电化学法电化学方法采用电化学极化手段，利用电化学动力学理论和测试手段，通过对缓蚀剂加入前后在腐蚀介质中金属表面的极化特征的研究，以及利用T如l曲线外推法和极化电阻法对金属腐蚀速率的测定，来评价金属在缓蚀剂中缓蚀性能的优劣。
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中国石油大学油田化学实验报告
实验日期： 2015.5.7 成绩：
班级：石工12-5班 学号： 12021211 姓名： 张延彪 教师： 同组者： 凌钰峰 薄江伟
金属的缓蚀
一、实验目的
1. 掌握一种测定钢铁腐蚀速度的方法（静态挂片失重法）。
2. 了解缓蚀剂的缓蚀机理。
二、实验原理
钢铁在酸性介质中的腐蚀是电化学腐蚀。
若在盐酸中，钢铁的腐蚀反应为：
阳极反应：2+Fe Fe +2e -→
阴极反应：222HCl 2e FeCl H -+→+↑
+）
电池反应：22Fe 2HCl FeCl H +→+↑
为了减小酸性介质对金属的腐蚀，常用的方法是在酸性介质中加入缓蚀剂。
按作用机理，酸性介质缓蚀剂可分为吸附膜型（如甲醛）和“中间相”型（如丁炔醇）两类。
为了定量地表示缓蚀剂的缓蚀作用，可以测定钢铁在加与不加缓蚀剂的介质中的腐蚀速度。
在测定腐蚀速度的方法中最常用的方法是挂片失重法。
当用挂片失重法测定钢铁腐蚀速度时，可将一已知质量并已知表面积的试片放在腐蚀介质（例如盐酸和加有缓蚀剂的盐酸）中，经过一定时间，再称它的质量，求得失重，按式（1）计算钢铁的腐蚀速度。
0m
A t
υ∆=
⨯ （1） 式中：υ—腐蚀速度，；2g/(m h)⋅
m ∆—试片的失量，g ；
0A —试片的表面积，m 2
；
t —腐蚀时间，h 。
缓蚀剂的缓蚀速率按式（2）计算。
01
100%υυυ-=
⨯缓蚀率 （2） 式中：0υ、1υ—分别为试片在不加与加缓蚀剂的介质中的腐蚀速度。
三、仪器、材料与药品
1. 仪器和材料
电子天平（感量0.0001g ）、游标卡尺、红外干燥箱、镊子、试片、50mL 具塞试管、5mL 量筒、试管架、砂纸、脱脂棉、滤纸。
2. 药品
盐酸、甲醛、丁炔醇、丙酮、乙醇。
四、实验步骤
1. 将4片金属腐蚀试片分别依次用布砂纸、水砂纸和金相砂纸磨平、磨亮，用脱脂棉擦净铁屑，再用游标卡尺测量它的长、宽、厚和圆孔直径。
2. 将试片在1:1的丙酮—乙醇溶液中洗去油污后，放在洁净的滤纸上，置于红外干燥箱中烘干，用电子天平按其标号准确称取质量。
3. 取4个50mL 具塞试管，各加入30mL 质量分数为0.1的盐酸，第一个试管中加入2mL 蒸馏水，第二个试管中加入2mL 质量分数为0.125的甲醛，第三个试管中加入2mL 质量分数为0.125的丁炔醇，最后一个试管中加入1mL 质量分数为0.125的甲醛和1mL 质量分数为0.125的丁炔醇，盖好瓶盖摇匀备用。
4. 将秤好质量的试片用镊子小心放入上述试管中，准确记录加入的时间和室温。
注意观察气泡从试片表面上析出的速度。
0.5h 后，用镊子将试片从酸液中取出，立即用自来水洗去残留在试片上的酸并用结晶滤纸蘸去部分自来水，然后放入1:1的丙酮—乙醇溶液中洗涤，最后放在红外干燥箱中烘干，称其质量。
五、实验数据处理
实验记录数据如表1所示。
1. 根据试片的长宽厚和圆孔直径，计算试片的表面积。
2
02
32
2()24
3.140.004 2(0.07320.0120.07320.0020.0120.002) 3.140.0040.0022
2.097610m d A ab ac bc d c ππ-=+++⋅-⨯
⨯=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯-
=⨯
2. 计算试片在加与不加缓蚀剂的质量分数为0.1的盐酸中的腐蚀速度。
数据处理如表2所示。
表2 腐蚀速度计算相关数据表
m ∆算得的试片表面积200.0020976m A =，实验时间0.5h t =代入公式（1）计算得：
（1）不加缓蚀剂：
)/(528.35
.00020976.00037
.020h m g t A m ⋅=⨯=⨯∆=
ν （2）加甲醛：
)/(430.15
.00020976.00015
.020h m g t A m ⋅=⨯=⨯∆=
ν； （3）加丁炔醇：
)/(191.05
.00020976.00002
.020h m g t A m ⋅=⨯=⨯∆=
ν； （4）加甲醛+丁炔醇：
)/(095.05
.00020976.00001
.020h m g t A m ⋅=⨯=⨯∆=
ν。
3. 计算三种缓蚀剂的缓蚀率。
计算缓蚀率的公式由公式（2）确定。
将之前计算得的加各种缓蚀剂后的腐蚀速率1υ与不加缓蚀剂所得腐蚀速率）（h ⋅=2m g/528.3υ代入，计算得：
（1）加甲醛：
%467.59%100528
.3430
.1528.3%100-010=⨯-=⨯=υυυ缓蚀率
（2）加丁炔醇：
%586.94%100528
.3191
.0528.3%100-010=⨯-=⨯=υυυ缓蚀率
（3）加甲醛、丁炔醇：
%
307.97%100528
.3095
.0528.3%100-010=⨯-=⨯=υυυ缓蚀率
六、思考题
1. 解释丁炔醇的缓蚀机理，并说明低温缓蚀效果差的原因。
答：丁炔醇一类缓蚀剂是通过“中间”相的形成起缓蚀作用，它通过与对铁具有腐蚀性的物质发生反应，生成中间相来减缓这些物质对铁的腐蚀作用，从而起到缓蚀作用。
温度低时，导致生成的中间相物质的反应速率降低，最终导致该缓蚀剂的缓蚀效果变差。
2. 说明试片的光洁度对腐蚀速度有何影响？
答：用砂纸打磨是为了清除金属表面的氧化膜，保证实验的准度。
若试片的光洁度差，即反应时金属表面有氧化膜，会导致金属单质无法与腐蚀性物质充分接触，最终影响实验结果的准确程度。
3. 比较三种缓蚀剂的缓蚀效果并说明原因。
答：单独使用甲醛缓蚀率最低，单独使用丁炔醇缓蚀率再三者中居中，甲醛丁炔醇复配使用缓蚀率最高。
因为甲醛缓蚀是吸附膜型缓蚀原理，丁炔醇是中间相型缓蚀原理，此两种不同缓蚀原理共同作用，即形成了吸附膜，又形成了中间相，使得缓蚀效果达到最优。
七、实验小结
在本次实验中，我进一步了解了金属的腐蚀防护机理，并且初步了解了如何测定缓蚀剂的应用效果。
为我以后的工作和学习奠定了一定的实验基础。
在此，感谢老师的悉心教导和提醒。