《腐蚀电化学原理 方法及应用 教学课件 ppt 作者 王凤平 康万利 敬和民 等编著第11章 缓蚀剂》由会员分享，可在线阅读，更多相关《腐蚀电化学原理 方法及应用 教学课件 ppt 作者 王凤平 康万利 敬和民 等编著第11章 缓蚀剂（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现象 行为 机理 本质 规律性 影响因素 研究方法 ,有效控制腐蚀,第9章 缓蚀剂,（1）合理选材； （2）合理防腐设计； （3）电化学保护（阴极保护、阳极保护）； （4）介质环境处理； （5）缓蚀剂； （6）表面处理； （7）表面涂覆和衬里。,最常用的材料保护技术,第11章 缓蚀剂 Inhibitor,11.1概述,11.2 缓蚀剂的分类,11.1 概述,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1.1缓蚀剂的定义 缓蚀剂的定义 缓蚀剂：一种以适当浓度和形式存在于环境(介质)中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学
2、物质的混合物。,11.1概述,11.2 缓蚀剂的分类,11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征 （1）无机化合物 形成钝化保护膜的物质： 主要是含MeO4n-型阴离子的化合物，如K2CrO4、Na2MoO4、Na2WO4、Na3PO4、Na3VO4 以及NaNO3、 NaNO2等。,11.1概述,11.2 缓蚀剂的分类,11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂
3、的应用,在金属表面上产生难溶盐沉积膜的物质 ZnSO4、Na2HPO4、硅酸盐、碳酸氢盐、碱等。在阴极区产生难溶盐沉积来抑制腐蚀。,在中性含氧的水中，ZnSO4就是一个缓蚀剂。 阴极反应：O2 + H2O + 4e 4OH- 沉淀反应：Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 钢铁表面的沉淀膜抑制了阴极过程,11.1概述,11.2 缓蚀剂的分类,11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,活性阴离子 主要是Cl-、Br-、HS-、SCN-等，它们单独使用时只产生有限的缓蚀作用，主要是和其他缓蚀物
4、质配合使用，产生协同作用而获得有工业应用价值的缓蚀剂。,11.1概述,11.2 缓蚀剂的分类,11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,金属阳离子 它们多用于有色金属的缓蚀剂。应用较多的是Sn2+、Cu2+、Fe2+、Co2+、Pb2+、A13+和Ag+离子等。 金属阳离子用作缓蚀剂的前景值得注意。,11.1概述,11.2 缓蚀剂的分类,11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,2有机化合
5、物 工业中已应用的有机缓蚀剂主要是含有未配对电子元素，如O、N、S和P的化合物和各种含有极性基团的化学物质。,季胺盐,咪唑啉,RNH2 R=N HCH2O RSH,11.1概述,11.2 缓蚀剂的分类,11.1.3 缓蚀剂的技术特性,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,缓蚀剂的效果不受设备形状的影响。,向腐蚀介质中加入很少量的有机缓蚀剂就具有很好的缓蚀效果。 缓蚀剂具有协同作用,大庆油田注水井,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.1 按化学成分分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定
6、及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（1）无机缓蚀剂 磷酸盐、硅酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐、亚砷酸盐、钼酸盐等。 （2）有机缓蚀剂 含O、N、S有机化合物以及胺基、醛基类、杂环化合物、咪唑化合物等。,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.2 按作用机理分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,(1)阴极型缓蚀剂 (2)阳极型缓蚀剂 (3)混合型缓蚀剂,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.2 按作用机理分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,
7、11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,(1)阴极型缓蚀剂（阴极抑制型缓蚀剂）,抑制阴极反应， 腐蚀电位负移,2H+ + 2e H2 增加析氢反应的阻力 可选择的阴极型缓蚀剂？,O2 +2H2O + 4e 4OH- 增加氧去极化反应的阻力 可选择的阴极型缓蚀剂？,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.2 按作用机理分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,(2)阳极型缓蚀剂（阳极抑制型缓蚀剂）,1.钝化剂：铬酸盐、重铬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐。 2.强碱弱酸盐：硅酸钠、磷酸钠、碳酸钠、苯甲酸钠等。,抑制阳极反应
8、， 腐蚀电位正移,在金属表面形成钝化膜，使金属与腐蚀介质隔离。,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.2 按作用机理分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,(3)混合型缓蚀剂混合抑制型缓蚀剂）,1.含N有机化合物：胺类、有机胺的亚硝酸盐等； 2.含S有机化合物：硫醇RSH、硫醚-O-S-O-、环状含硫化合物等； 3.含N+S有机化合物：硫脲CS(NH2)2及其衍生物等。,对阴、阳极过程同时起抑制作用 ，腐蚀电位变化不大,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.3 按保护膜特征分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11
9、.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（1）氧化膜型缓蚀剂（110nm) （2）沉淀膜型缓蚀剂 （10100nm) （3）吸附膜型缓蚀剂,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.4 按物理状态分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,油溶性缓蚀剂 水溶性缓蚀剂 气相缓蚀剂,11.2 缓蚀剂的分类,11.2.5 按用途分类,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,油气井缓蚀
10、剂； 冷却水缓蚀剂； 酸洗缓蚀剂； 石油化工缓蚀剂； 锅炉清洗缓蚀剂； 封存包装缓蚀剂等,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.1 缓蚀剂的电化学机理,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,通过以下作用实现： 1.提高阴极反应过电位 例如，提高析氢过电位 2.与阴极区的腐蚀产物反应形成沉淀膜 Ca(HCO3)2 + OHCaCO3+ HCO3- + H2O 3.吸收水中的溶解氧 2Na2SO3+O22Na2SO4,增大电化学腐蚀的阴极极化，阻碍阴极过程的进行，腐蚀电位负移，腐蚀速度降低。,（1）阴极型缓蚀剂,1
11、1.2 缓蚀剂的分类,思考,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,为什么ZnSO4可以做NaCl溶液中Fe的缓蚀剂？,11.2 缓蚀剂的分类,思考,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,为什么ZnSO4可以做NaCl溶液中Fe的缓蚀剂？,答案： FeFe2+ +2e (阳极区) O2 + 2H2O + 4e 4OH- (阴极区) Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 (阴极区) KspZn(OH)2=310-17,11
12、.2 缓蚀剂的分类,11.3.1 缓蚀剂的电化学机理,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（2）阳极型缓蚀剂,曲线1：未加缓蚀剂 曲线2：加氧化型缓蚀剂K2Cr2O7,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.1 缓蚀剂的电化学机理,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（2）混合型缓蚀剂,缓蚀剂同时抑制电极过程的阳极反应和阴极反应,含S、O、P、N等有机物在金属表面吸附,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.2 缓蚀剂的物理化学
13、机理,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（1） 氧化膜型缓蚀剂 （2）沉淀膜型缓蚀剂,薄而至密，与金属结合牢固，保护效果好 厚而多孔，与金属结合较差，保护效果不好，可能造成结垢问题,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（3）吸附膜型缓蚀剂：在酸性介质中保护效果好，要求金属表面洁净,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理,11.3 缓蚀剂
14、的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（3）吸附膜比较均匀、致密,原始钢铁表面,钢铁表面形成黑色的吸附膜,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,（3）吸附膜型缓蚀剂：,先物理吸附 静电吸引力和范德华引力 后化学吸附 缓蚀剂分子与金属形成了配位键 R-NH2：+ Fe RH2NFe,形成配位键的化学吸附,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.3 缓蚀剂的协同作用,11.3 缓蚀剂的作
15、用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,协同效应（协同作用）：缓蚀剂复配使用效果好,(1).活性阴离子和有机物之间的协同作用 (2).中性溶液中的协同作用,11.2 缓蚀剂的分类,11.3.3 缓蚀剂作用机理总结,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 影响因素,11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用,11.1 概述,综观各种观点： 电化学理论电化学过程受到阻滞 吸附理论表面吸附(活性点) 成膜理论表面成相膜(钝化膜) 相互联系、补充, 具体分析。,缓蚀作用机理至今还没有公认的一致见解 缓蚀作用过程十分复杂，缓蚀剂及体系繁多，不同体系的缓蚀作用机理不尽相同。,11.2 缓蚀剂的分类,11.4.0 缓蚀效率定义,11.3 缓蚀剂的作用机理,11.4 缓蚀剂的测试评定及研究方法,11.6 缓蚀剂的应用
