专题资料:
华中科技大学
专题制作:
国家材料环境腐蚀平台

联系我们

电话: 010-82387968
邮箱: shujushenqing@126.com
地址: 北京市海淀区学院路30号
邮编: 100083

首页 > 缓蚀剂 > 评价方法

总体概况

金属腐蚀的本质是电化学腐蚀。缓蚀剂在电解质溶液中通过缓蚀剂本身或缓蚀剂与电解质共同作用于金属表面,使金属表面发生变化,从而实现对腐蚀电池电极过程的抑制作用。电化学测试方法通过表征缓蚀剂与金属界面作用过程中产生的电化学信号,可以直接或间接地用于研究缓蚀剂的缓蚀效率及缓蚀机理,加之电化学测试技术的现代化使其快速、信息丰富及原位测量的特点更加突出,该方法已逐渐成为缓蚀剂性能研究的主要手段。腐蚀和缓蚀的本质都是电化学性质的反应,缓蚀作用是物质在电化学界面上吸附的直接结果。因而利用传统的电化学方法,如动电位扫描、Kelvin探针技术、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等,不仅能提示出许多与腐蚀过程相关的各种参数,还能有利于深入的研究金属的腐蚀行为和机理。 

 稳态电化学测试方法的使用最为广泛。该测试方法简单、结果分析直接、易于掌握,在理论与应用研究中具有较高的利用价值。极化曲线法和线性极化电阻法是其中两种最常用的方法,广泛应用于缓蚀剂筛选与研究中。

 
(1)极化曲线法
 
在电化学反应中,当外加极化电位较大时,电流密度的对数与过电位呈直线关系,将极化曲线外推,即可得到Tafel斜率、腐蚀电流密度、腐蚀电位等动力学参数。由添加缓蚀剂前后的腐蚀电流密度可以计算得出缓蚀剂的缓蚀率。由于该方法可直接获得腐蚀电流密度及Tafel斜率,因此在判断各种添加电化学方法是研究与测量金属腐蚀的重要手段。
 
(2) 线性极化法
 
线性极化法的原理是在腐蚀电位附近进行弱极化,利用腐蚀电流与极化曲线在腐蚀电位附近的斜率Rp成反比的关系,求出腐蚀电流,再从腐蚀电流求出腐蚀速率。线性极化测量与动电位极化曲线测量的原理相同,方法相似。但是,线性极化测量时所施加的极化值很小,一般只是在腐蚀电位的上下10mV.这时工作电极上微小电流通过,电极电位依然按照欧姆定律发生改变,根据电位变化引起的电流变化作图就可得出直线,而该直线的斜率就是极化电阻Rp.测量Rp可以采用直流恒电流或恒电位法,在腐蚀电位附近进行阴极或阳极极化。
 
线性极化在快速测定金属腐蚀体系瞬间腐蚀速度方面具有优势,可以定量测定金属材料的全面腐蚀速度、相对耐蚀性能。从而可以用在研究合金元素的作用及表面膜的耐蚀性,筛选缓蚀剂及确定缓蚀剂的最佳用量等。但线性极化技术也存在一些缺点,如不能提供局部腐蚀的信息,金属表面氧化膜或钝化膜的堆积,可能会造成表面上的假电容会引起较大的误差,甚至无法测量。特别不适用于腐蚀体系在腐蚀电位附近线性度不好的体系,比如镁及合金在含有氯离子的腐蚀介质中,由于其稳定性较差,采用线性极化测试时,结果的重现性很差,所以不适合采用线性极化测试。
 
龚敏等[3]用浸泡提取法从竹叶中提取有机缓蚀组分,并将其作为盐酸酸洗缓蚀剂的主要成分。对以竹叶浸泡提取物为主的复合缓蚀剂的缓蚀效果进行了研究,采用线性极化法评价缓蚀剂的缓蚀效率,运用正交试验法优选缓蚀剂配方,并探讨其缓蚀机理。结果表明,最优配方对碳钢在5%的盐酸溶液中有优良的缓蚀效果,其缓蚀率达95.6%,属于混合型缓蚀剂。
 
曹葛军等[4]采用线性极化电阻(LPR)腐蚀速率测定仪在渤海某油气田进行缓蚀剂现场筛选。筛选出缓蚀剂BHH-06缓蚀效果最佳;另外,现场正在注入的缓蚀剂BHH-05注入浓度太低(大约2×10-6),使得其缓蚀效率不能达到最佳效果,建议在使用BHH-06替代BHH-05之前,将其注入浓度增加至15×10-6~18×10-6.