理论教育 缓蚀剂的作用机理:吸附理论与成膜理论

缓蚀剂的作用机理:吸附理论与成膜理论

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】: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。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。对于缓蚀剂的作用机理,现今使用最广泛的有两种理论:吸附理论和成膜理论。缓蚀剂分子吸附在金属表面,形成了连续的吸附层,把腐蚀介质与金属表面隔离开,从而起到抑制腐蚀的作用。

缓蚀剂的作用机理:吸附理论与成膜理论

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。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.电化学作用机理

金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果,这也是造成腐蚀最主要的因素,原电池反应包括阳极反应过程和阴极反应过程。根据电化学学说,认为缓蚀剂是通过加大腐蚀的阴极过程或阳极过程的阻力(即极化),从而减缓金属腐蚀的。据此原理把缓蚀剂分为阳极抑制型缓蚀剂、阴极抑制型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。

(1)阳极型缓蚀剂作用机理

阳极型缓蚀剂主要是抑制阳极过程,其作用过程如下:

1)具有强氧化作用的缓蚀剂,使金属钝化,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)具有阴极去极化性的钝化剂,在阴极被还原,加大阴极电流,使体系的氧化还原电位向正方移动,超过钝化电位,而使腐蚀电流达到很低的值。

(2)阴极型缓蚀剂作用机理

阴极型缓蚀剂能够抑制阴极反应,主要通过以下作用实现缓蚀:

1)缓蚀剂与腐蚀产物形成氢氧化物或碳的盐保护膜,使其成为氧扩散的阻碍层,能提高阴极极化作用。

2)缓蚀剂中正离子在阴极表面放电析出的金属能提高析氢过电位,从而阻止阴极还原过程。

(3)混合型缓蚀剂作用机理(www.daowen.com)

混合型缓蚀剂同时抑制阳极反应及阴极反应,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。

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。

3)在金属表面吸附,形成吸附膜达到缓蚀的目的。

2.物理化学机理

从物理化学的角度来理解,缓蚀剂的作用可以分为生成氧化膜、沉淀膜和吸附膜3种。对于缓蚀剂的作用机理,现今使用最广泛的有两种理论:吸附理论和成膜理论。

(1)吸附理论

缓蚀作用的吸附理论认为缓蚀剂分子与金属表面由于有静电引力和分子间作用力而发生物理吸附。有的缓蚀剂分子还可以和金属表面形成化学键而发生化学吸附。缓蚀剂分子吸附在金属表面,形成了连续的吸附层,把腐蚀介质与金属表面隔离开,从而起到抑制腐蚀的作用。

(2)成膜理论

成膜理论认为缓蚀剂所以能起缓蚀作用是由于缓蚀剂分子吸附在金属表面后,会与金属发生化学反应,生成难溶于水的保护膜,从而阻滞了腐蚀电池的电极过程。这种保护膜可以是缓蚀剂氧化金属表面生成的氧化物膜,也可以是缓蚀剂与腐蚀介质中的分子或离子反应生成的沉淀膜。

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