不锈钢的腐蚀研究及缓蚀剂应用
众所周知，不锈钢在电解质溶液中，表面因形成钝化膜，具有良好的耐蚀性能钝化膜成分以铁的氧化物和铬的氧化物为主，钝化膜中铁的化学状态随深度的不同而变化。李金波等利用电化学极化曲线、X射线光电子能谱（XPS）研究了304L不锈钢在碳酸氢钠溶液中的形成的表面钝化膜的半导体特性，发现电位在小于-0.4V的条件下，钝化膜呈p型半导体特性，电位在-0.4V~0.26V之间时，钝化膜表现为n型半导体特性，且钝化膜主要由内层的铬的氧化物（Cr2O3）和外层的铁的氧化物（FeO和Fe2O3）构成。李瑛等利用同步辐射光电子能谱(SR-XPS)原位研究了氧离子溅射304不锈钢中的铁、镍、铬合金元素与氧离子的化学反应活性差异，发现不锈钢合金元素中，铬元素与氧离子的化合能力最强，铁元素次之，镍元素的化合能力最弱。胡钢等研究了304不锈钢在闭塞溶液中钝化膜的组成，发现Cl-作用于钝化膜的表面，使其部分形成可溶性的化合物，从而使钝化膜的完整性受到破坏，从而改变钝化膜的组合和结构性能。陈长风等通过测量钝化膜的空间电荷电容，来研究钝化膜的半导体性质，双极性半导体的钝化膜的M-S曲线斜率在耗尽态电位区会发生变化。王超等利用电位-电容测试盒M-S曲线分析了304不锈钢的钝化膜在电解质溶液中的半导体特性，还发现了在碱性环境中，钝化膜的腐蚀来自于富铬层导电能力的增强，而在酸性和中性介质中，钝化膜的腐蚀则来自于富铁层导电能力的增强。蔡松崎等提出了四种关于铁在水溶液中形成钝化膜的结构模型。Dezhkunov等认为高温下不锈钢成膜时不同类型的半导体特征与钝化膜内外层电子层的结构有关。
国内外关于超声应用于金属腐蚀与缓蚀方面的研究并不多见。Q.Zhang等发现超声并没有影响溶液的氧化还原电位，其原因可能是超声的机械效应影响了金属的腐蚀速率，增强了溶液中的传质作用，在含有氯离子溶液中，采用200KHz的超声可以提高不锈钢的耐点蚀能力。R.G Wang等通过电化学极化等方法来研究超声处理过的304不锈钢的点蚀与缝隙腐蚀，发现了未加超声时，不锈钢发生点蚀后其表面的坑增长，腐蚀产物覆盖点蚀坑，超声作用后的不锈钢表面，腐蚀产物被剥离，腐蚀坑增长速度会下降。W. Liu等通过研究超声空化对Cr-Mn-N不锈钢腐蚀行为的影响，对比其对0Cr13Ni5Mo不锈钢影响，发现空化过程会对不锈钢表面的微观结构产生影响。 S. K. Wu等对比分析了空化效应对TiNi记忆合金钢和304不锈钢腐蚀的影响。此外，大型储油储液容器、运输油和溶液的槽车以及输油管道，普遍都存在防腐防垢的要求，采用超声设备，可以利用超声空化效应有效地解决传统的靠人工刷擦清洗来防腐防垢的问题，具体表现为超声波在流体介质中的空化作用所产生的强大压力可以加速Ca2+和Mg2+的析出，而且能够将已经析出的碳酸盐垢和颗粒杂质等粉碎成细小的颗粒而悬浮于介质中；超声波在流体中发生空化所造成的高温高压等特殊物理环境也会加速化学反应，从而改变结垢条件。
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2015年01月18日
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