不銹鋼的腐蝕研究及緩蝕劑應用
眾所周知，不銹鋼在電解質溶液中，表面因形成鈍化膜，具有良好的耐蝕性能鈍化膜成分以鐵的氧化物和鉻的氧化物為主，鈍化膜中鐵的化學狀態隨深度的不同而變化。李金波等利用電化學極化曲線、X射線光電子能譜（XPS）研究了304L不銹鋼在碳酸氫鈉溶液中的形成的表面鈍化膜的半導體特性，發現電位在小于-0.4V的條件下，鈍化膜呈p型半導體特性，電位在-0.4V~0.26V之間時，鈍化膜表現為n型半導體特性，且鈍化膜主要由內層的鉻的氧化物（Cr2O3）和外層的鐵的氧化物（FeO和Fe2O3）構成。李瑛等利用同步輻射光電子能譜(SR-XPS)原位研究了氧離子濺射304不銹鋼中的鐵、鎳、鉻合金元素與氧離子的化學反應活性差異，發現不銹鋼合金元素中，鉻元素與氧離子的化合能力最強，鐵元素次之，鎳元素的化合能力最弱。胡鋼等研究了304不銹鋼在閉塞溶液中鈍化膜的組成，發現Cl-作用于鈍化膜的表面，使其部分形成可溶性的化合物，從而使鈍化膜的完整性受到破壞，從而改變鈍化膜的組合和結構性能。陳長風等通過測量鈍化膜的空間電荷電容，來研究鈍化膜的半導體性質，雙極性半導體的鈍化膜的M-S曲線斜率在耗盡態電位區會發生變化。王超等利用電位-電容測試盒M-S曲線分析了304不銹鋼的鈍化膜在電解質溶液中的半導體特性，還發現了在堿性環境中，鈍化膜的腐蝕來自于富鉻層導電能力的增強，而在酸性和中性介質中，鈍化膜的腐蝕則來自于富鐵層導電能力的增強。蔡松崎等提出了四種關于鐵在水溶液中形成鈍化膜的結構模型。Dezhkunov等認為高溫下不銹鋼成膜時不同類型的半導體特征與鈍化膜內外層電子層的結構有關。
國內外關于超聲應用于金屬腐蝕與緩蝕方面的研究并不多見。Q.Zhang等發現超聲并沒有影響溶液的氧化還原電位，其原因可能是超聲的機械效應影響了金屬的腐蝕速率，增強了溶液中的傳質作用，在含有氯離子溶液中，采用200KHz的超聲可以提高不銹鋼的耐點蝕能力。R.G Wang等通過電化學極化等方法來研究超聲處理過的304不銹鋼的點蝕與縫隙腐蝕，發現了未加超聲時，不銹鋼發生點蝕后其表面的坑增長，腐蝕產物覆蓋點蝕坑，超聲作用后的不銹鋼表面，腐蝕產物被剝離，腐蝕坑增長速度會下降。W. Liu等通過研究超聲空化對Cr-Mn-N不銹鋼腐蝕行為的影響，對比其對0Cr13Ni5Mo不銹鋼影響，發現空化過程會對不銹鋼表面的微觀結構產生影響。 S. K. Wu等對比分析了空化效應對TiNi記憶合金鋼和304不銹鋼腐蝕的影響。此外，大型儲油儲液容器、運輸油和溶液的槽車以及輸油管道，普遍都存在防腐防垢的要求，采用超聲設備，可以利用超聲空化效應有效地解決傳統的靠人工刷擦清洗來防腐防垢的問題，具體表現為超聲波在流體介質中的空化作用所產生的強大壓力可以加速Ca2+和Mg2+的析出，而且能夠將已經析出的碳酸鹽垢和顆粒雜質等粉碎成細小的顆粒而懸浮于介質中；超聲波在流體中發生空化所造成的高溫高壓等特殊物理環境也會加速化學反應，從而改變結垢條件。
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2015年01月18日
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