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气相缓蚀剂的研究现状及趋势丛兰杰(中国石油大学石大科技集团山东东营257061)l囊_●自然科掌【麓弱综述了国内外气相缓蚀剂的发展历程，分别回顾了单组份、混合型和低毒高效气相缓蚀剂研究情况指出混合型气相缓蚀剂是研究开发的重点详细阐述了环境友好气相缓蚀剂、缓蚀剂基础理论研究以及缓蚀作用的研究方法等方面的研究。
这几个方面是气相缓蚀剂研究的发展趋势。
【关键词】气相缓蚀剂单组份复合型发展趋势中田分类号：T E6文★I标识码：A文章编号：1671--7597(2008)0610011一02i、M r■气相缓蚀剂(V PI)最初是为了保护热带气候中的铁制设备而发展起来的。
在二战期间，由于武器军械的防锈需要，促进了气相缓蚀剂的迅猛发展，之后的时间里，国内外对气相缓蚀剂做了大量的研究开发工作[1，2】。
由于钢铁使用的气相缓蚀剂对铜、银等有色金属会起腐蚀作用，所以，人们把研究重点转移到能同时保护铁和非铁金属的通用型气相缓蚀剂。
近年来由于市场需求的变化，特别是在炼油、化工等大型企业中出现了大量的闲置装置和设备，这些装置往往体积庞大、管路等连接复杂、造价昂贵，为防止大气腐蚀，迫切需要对它们进行保护。
由于气相缓蚀剂粒子的自由度较高，所以无论是金属制品的表面，还是内腔、沟槽甚至缝隙部位均可得到保护。
同时，还能保持金属材料原来的机械性能不变，被保护的金属在使用前表面通常不需经过处理[3]。
因此，气相缓蚀剂成为炼油、化工设备保护的首选材料[4—6]。
=、气相曩蚀捌的研究现状(一)单组份气相缓蚀剂在早期，人们常用樟脑来保护铁制的军用物资、机器和零部件。
随着科学技术的发展，研究者发现胺和胺盐能有效地保护钢铁，现在已经二环己胺和二环己胺盐以及其他胺是很好的钢铁大气缓蚀剂[7—9]。
1943年6月美国壳牌公司(S hel l D eve I opm ent C o．)研制出亚硝酸二环己胺(、，PI一260)，并获得成功。
使用之后，引起了防锈工作者的极大兴趣，已发表有关文献200多篇。
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理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[1]。
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。
1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。
如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。
把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。
重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。
阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）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)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。
阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。
混合型缓蚀剂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，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(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，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。
缓蚀剂缓蚀作用的研究方法
缓蚀剂具有一定的缓蚀作用，是能有效抑制金属加工过程中锈斑形成、硝化物沉积、漆涂层褪色等缓蚀性劣化现象的一类特殊添加剂。
缓蚀剂在抗衰老防腐、节能减排、吸收、稳定、传递和改性等领域具有重要应用价值，是控制金属加工过程中缓蚀性变化的关键技术和落实工艺稳定的奠基性技术。
因此，开展缓蚀剂缓蚀作用的研究，对确定缓蚀剂的作用机理以及实施有效的抑制加工过程中缓蚀性变化，具有重要的实际意义。
一般而言，缓蚀剂缓蚀作用的研究方法可以总结如下：
1.究面板材料的腐蚀特性：测量指标包括基材表面腐蚀深度，涂层厚度下降、涂层硬度变化等。
通过对面板材料进行腐蚀测试，分析缓蚀剂对其腐蚀性变化的影响，从而评估缓蚀剂的效果。
2.行模拟腐蚀试验：模拟腐蚀试验主要是通过金属表面的渗入深度、锈蚀斑的大小以及涂层褪色等指标，衡量缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用。
3. 缓蚀剂的细胞毒性进行分析：
缓蚀剂的细胞毒性对缓蚀剂的缓蚀作用具有重要影响，可以通过多组分测定缓蚀剂的毒性，从而分析缓蚀剂对各种危害物质的杀伤能力，确定其在缓蚀剂作用中的作用机理。
4.缓蚀剂的有效成分进行原子结构分析：
通过对缓蚀剂的有效成分的原子结构分析，可以确定其缓蚀作用的温和性，从而更好地设计缓蚀剂，控制其缓蚀作用的有效性和安全
性，从而有效抑制金属加工过程中缓蚀性变化。
以上是缓蚀剂缓蚀作用的研究方法，缓蚀剂在金属加工过程中的应用价值已经得到了广泛的关注与认可，如果通过正确的研究方法，对缓蚀剂的缓蚀作用机理以及抑制金属加工过程中缓蚀性变化完成
分析，将会大大推动缓蚀剂的应用与发展。
基金项目:科技部科技支撑计划项目课题(铁质文物综合保护技术研究,课题编号2006BA K20B03)作者简介:李园(19842),女,硕士生,北京科技大学在读,muhua84@1631com 收稿日期:2008205208综述与进展钢铁及铁质文物有机缓蚀剂的研究进展李 园1,2,张治国,沈大娲,马清林(11北京科技大学,北京 100083;21中国文物研究所,北京 100029) 摘 要:概述了钢铁有机缓蚀剂的特点、作用机理及研究现状。
按照胺类缓蚀剂、硫脲及其衍生物、咪唑啉类缓蚀剂、苯并三氮唑缓蚀剂和醛类缓蚀剂5个种类,着重介绍了有机缓蚀剂的研究进展,并展望其在铁质文物保护中的发展趋势。
关键词:有机缓蚀剂;钢铁;铁质文物中图分类号:TG 174142 文献标识码:A 文章编号:167129905(2008)1020017203 缓蚀剂是一种以适当浓度和形式存在于环境(介质)中,从而防止或减缓腐蚀的化学物质或几种。
将缓蚀剂用于金属表面可以起到防护作用,保持金属材料的物理机械性能不变。
使用时可直接加入腐蚀系统中,具有操作简单、见效快和可以保护整个系统的优点。
与其它防腐蚀方法相比,缓蚀剂有以下特点[1]:(1)基本上不改变腐蚀环境,即可获得良好的效果;(2)基本上不增加设备投资,即可达到防腐蚀的目的;(3)缓蚀剂的效果不受被保护对象形状的影响;(4)对于腐蚀环境的变化,可以通过改变缓蚀剂的种类或浓度来保持防腐蚀效果;(5)同一配方有时可以同时防止多种金属在不同环境中的腐蚀。
1 有机缓蚀剂的特点及作用机理通常可根据缓蚀剂的化学组成将其分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。
目前应用的有机缓蚀剂主要是含有未配对电子元素的有机物,如O 、N 、S 、P 的化合物和各种含有极性基团的化学物质,特别是含有氨基、醛基、羧基、羟基、巯基的各种化合物。
有机缓蚀剂多为吸附膜型缓蚀剂,也有混合抑制沉淀膜型缓蚀剂。
吸附作用可分为物理吸附和化学吸附。
气相缓蚀剂的作用机理与研究方法
气相缓蚀剂的作用机理与研究方法
一、作用原理
气相缓蚀剂（VCI）是一种通过蒸发和扩散释放到包装内部的物质，具有防腐蚀的作用。
其主要作用原理有两个：
1. 构筑互补保护层：VCI释放的化学物质会在金属表面形成一层保护膜，它能够与氧气、水蒸气等气体发生化学反应，从而保护金属。
2. 吸附防蚀：VCI释放的化学物质具有对金属表面吸附的能力，能够吸附在金属表面降低腐蚀的速度。
二、研究方法
VCI的研究方法主要分为以下几个方面：
1. 包装材料的选择：VCI需要通过包装材料释放到包装内部，因此，包装材料的选择对于VCI的使用至关重要。
一般建议使用聚乙烯、聚酰胺等包装材料。
2. VCI化学物质的筛选：VCI化学物质的选择需要考虑金属材料的种类、环境条件等因素。
VCI化学物质应具有良好的蒸发性、稳定性和吸附性。
3. VCI作用机理的研究：对VCI作用机理的研究是深入理解VCI腐蚀防护机理的必要条件。
目前，VCI作用机理的研究主要集中在基于表面电化学、原子力显微镜等表征手段的实验研究。
4. VCI性能的测试：VCI的性能测试主要包括蒸发速率、吸附能力、抗氧化性能等方面。
常用测试方法包括热重分析、XRD、SEM等。
5. VCI应用效果的评估：VCI应用效果的评估需要从防腐蚀效果、包装成本、环境污染等多方面进行综合评估。
综上，掌握气相缓蚀剂的作用机理和研究方法，对于科学地开发应用VCI技术具有重要的参考作用。
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。
关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。
缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。
缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。
2 缓蚀剂的分类缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。
常见到的分类方法有以下几种。
2.1 按缓蚀剂作用的电化学理论分类(1) 阳极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。
例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。
一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。
(2) 阴极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。
例如ZnSO4、Ca(HCO3) 2、As3+、Sb3+ 可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As、Sb 覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。
(3) 混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。
例如含氮和含硫的有机化合物。
2.2 按化学成分分类(1) 无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。
(2) 有机缓蚀剂，如胺、硫脲、乌洛托品等。
2.3 按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类(1) 氧化膜型缓蚀剂通过使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀的物质。
例如，铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠等。
由于它们具有钝化作用，故又称为钝化剂。
(2) 沉淀膜型缓蚀剂由于与介质中的有关离子反应并在金属表面生成有一定保护作用的沉淀膜，从而阻滞金属腐蚀的物质。
缓蚀剂研究报告随着工业化进程的不断加速，金属材料的使用范围也越来越广泛。
然而，金属材料在使用过程中，往往会受到腐蚀的侵蚀，导致使用寿命缩短，甚至失效。
因此，为了延长金属材料的使用寿命，保证其正常运行，研究缓蚀剂已成为重要的课题之一。
一、缓蚀剂的定义和分类缓蚀剂是指一种能够防止金属腐蚀的物质，它能够在金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀介质与金属接触，从而达到保护金属的目的。
缓蚀剂根据其化学结构和作用机理的不同，可以分为有机缓蚀剂和无机缓蚀剂两类。
有机缓蚀剂是指一类由含有活性基团的有机化合物组成的缓蚀剂。
它们能够与金属表面形成一层吸附层，从而阻止腐蚀介质与金属表面的接触。
而无机缓蚀剂则是指一类由无机化合物组成的缓蚀剂。
它们通常是一些金属离子或者其氧化物、氢氧化物等，能够与金属表面形成一层保护层，防止腐蚀介质与金属接触。
二、缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理主要有以下几种：1. 形成保护膜：缓蚀剂能够与金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀介质与金属接触，从而达到保护金属的目的。
2. 抑制电化学反应：缓蚀剂能够抑制金属与腐蚀介质之间的电化学反应，从而减缓金属腐蚀的速度。
3. 吸附作用：缓蚀剂能够与金属表面发生吸附作用，形成一层吸附层，从而防止腐蚀介质与金属接触。
三、缓蚀剂的应用缓蚀剂广泛应用于各个领域，如石油化工、船舶、冶金、汽车、航空航天等。
下面就以石油化工行业为例，介绍缓蚀剂的应用情况。
1. 石油开采在石油开采过程中，地下水、盐水等腐蚀性介质会对钢管、油井等金属设备造成腐蚀。
因此，石油开采过程中使用缓蚀剂，能够有效延长设备的使用寿命，提高生产效率。
2. 石油储存和运输石油储存和运输过程中，金属容器、管道等设备也会受到腐蚀的侵蚀。
使用缓蚀剂可以有效地保护这些设备，延长使用寿命，减少维修成本。
3. 炼油生产在炼油生产过程中，金属设备也会受到腐蚀的侵蚀。
使用缓蚀剂能够有效地保护这些设备，延长使用寿命，提高生产效率。
缓蚀剂研究进展摘要：本文对缓蚀剂做了简要的概述，并根据不同的分类标准将缓蚀剂归类，阐述了目前关于缓蚀剂作用机理，最后对应用最为广泛的电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线(Tafel)，以及传统的失重法、极化电阻法和量子化计算进行了综述。
关键词: 缓蚀剂；缓蚀剂分类；作用机理；评价方法0 前言腐蚀是对能源的一种极为严重的浪费。
电化学腐蚀比其它类型的腐蚀破坏更为常见，对金属是极其危险的，金属被腐蚀后显著影响了它的使用性能，其危害还不仅是金属本身受损失，更严重的是金属的结构遭到破坏。
如果充分利用腐蚀与防腐的知识加以保护的话,有很多损失是可以避免的。
因此搞好腐蚀的防护工作，不仅仅是技术问题，而且关系到保护资源，节省能源，节省材料，保护环境，保证正常生产的人身安全等一系列重大的社会和经济问题。
所以，本文关于缓蚀剂的研究具有重大的意义。
1 缓蚀剂1.1缓蚀剂的定义将微量或少量的一种或几种化学物质（无机物、有机物）添加到腐蚀介质中，明显减缓甚至停止金属材料在该腐蚀介质中的腐蚀速度，同时金属材料原来的物理机械性能又继续保持，这样的化学物质或复合物质称为缓蚀剂。
缓蚀剂的优点是设备简单、使用方便、加入量少、见效快、成本低，目前已广泛应用于建筑、机械、石油、国防等领域，并已成为十分重要的防腐措施。
1.2缓蚀剂分类缓蚀剂种类颇多，按照不同的标准有不同的分类方式，最常见为以下几种[1]：1.2.1 按缓蚀剂的化学组成分类（1）天然型缓蚀剂：是从天然植物中提取分离出来的缓蚀剂的统称。
如早期运用的铜缓蚀剂薰衣草油和松脂等均为天然型缓蚀剂。
之后发现某些胶体物质像蛋白质、明胶和马铃薯淀粉等对盐酸溶液中的金属铜均起到良好的缓蚀功效。
Eiile-Etrei等研究了天然蜂蜜的缓蚀效果，发现蜂蜜在氯化钠溶液中对铜起到良好的缓蚀效果[2]。
天然型缓蚀剂是缓蚀剂的最早应用。
(2)无机盐型缓蚀剂：是以无机盐形式存在的一类缓蚀剂。
其中使用较普遍的无机盐类缓蚀剂主要为亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐和铬酸盐等[3]。
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向1 缓蚀剂概述在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的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物质的混合物” 。
缓浊剂是具有抑制金属锈蚀性质的一类无机物质和有机物质的总称。
某些有机物质，被有效地吸附在金属的表面上，从而明显地影响表面的电化学行为。
其作用机理有抑制表面的阳极反应和抑制阴极反应两种，结果都是使腐蚀电流降低。
缓蚀剂的作用不仅如此，它作为金属的溶解抑制剂还有许多实用价值。
如用在化学研磨、电解研磨、电镀和电解冶炼中的阳极解、刻蚀等。
总之，在同时发生金属溶解的工业方面，或县为了抑制过度溶解或是为了防止局部浸蚀使之均匀溶解。
缓蚀剂都起着重要的作用。
另外，电镀中的整平剂，从其本来的定义备不属于缓蚀剂的畴；但是，其作用机理（吸附）和缓蚀剂的机理类似。
具有整平作用的物质，同时有效地作为该金属的缓蚀剂的情况也是常的。
下图给出了有无缓蚀剂的不同效果：图 1 缓蚀剂的效果2 不同类型的缓蚀剂及其作用原理2.1 阳极型缓蚀剂及其作用原理阳极型缓蚀剂也称阳极抑制型缓蚀剂，主要是抑制阳极过程而使腐蚀速度减缓。
如中性介质中的亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠等，它们能增加阳极极化，从而使腐蚀电位正移。
通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝化。
该类缓蚀剂属于“危险型”缓蚀剂，用量不足会加快腐蚀。
作用过程：（a）具有强氧化作用的缓蚀剂，使金属钝化（亚硝酸钠，高铬酸等）；（b）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。
（亚硝酸盐、硝酸盐与高价金属盐属于此类；铬酸盐、磷酸盐、钼酸盐、钨酸盐等在酸性溶液中也属于此类。
）图2 阳极型缓蚀剂作用原理2.2 阴极型缓蚀剂及其作用原理阴极型缓蚀剂也称阴极型抑制，其主要包括：酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸锌、砷离子、锑离子等，能使阴极过程减慢，增大酸性溶液中氢析出的过电位，使腐蚀电位向负移动。
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。
关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。
缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。
缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。
2 缓蚀剂的分类缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。
常见到的分类方法有以下几种。
2.1 按缓蚀剂作用的电化学理论分类(1)阳极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。
例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。
一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。
(2)阴极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。
例如ZnSO4、Ca(HCO3)2、As3+、Sb3+可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As、Sb覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。
(3)混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。
例如含氮和含硫的有机化合物。
2.2 按化学成分分类(1)无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。
(2)有机缓蚀剂，如胺、硫脲、乌洛托品等。
2.3 按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类(1)氧化膜型缓蚀剂通过使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀的物质。
例如，铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠等。
由于它们具有钝化作用，故又称为钝化剂。
(2)沉淀膜型缓蚀剂由于与介质中的有关离子反应并在金属表面生成有一定保护作用的沉淀膜，从而阻滞金属腐蚀的物质。
例如在中性介质中的硫酸锌、聚磷酸钠、碳酸氢钙等。
(3)吸附膜型缓蚀剂能吸附在金属表面形成吸附膜从而阻滞金属腐蚀的物质。
例如酸性介质中的许多有机化合物。
上述缓蚀剂所形成的三种保护膜的不同特征比较见表1。
表1 缓蚀性保护膜的比较缓蚀剂类型保护膜示意图膜的保护性能氧化膜型薄而致密，与金属的结合力强，防腐蚀效果好沉淀膜型厚而多孔，与金属的结合力较差，缓蚀效果较差，可能造成结垢吸附膜型与不洁净的金属表面吸附不好，在酸性介质中效果较好2.4 按缓蚀剂的用途分类可分为冷却水、油气井、酸洗、气相缓蚀剂等。
2.5按缓蚀剂的溶解特性分类可分为水溶性的，如亚硝酸盐、磷酸盐、苯甲酸盐等；油溶性的，如石油磺酸钡、十二烯茎丁二酸等。
2.6 按金属材料的品种分类分为黑色金属(如亚硝酸盐、钼酸盐、胺等)、铜(如苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑等)、铝(如硫脲、硅酸盐等)、不锈钢(如CdSO4、CaSO4等)缓蚀剂等。
2.7按介质的酸碱性分类分为酸性介质、中性介质和碱性介质缓蚀剂。
3 缓蚀剂的性能指标3.1 缓蚀效率缓蚀剂的保护效率用缓蚀效率(缓蚀率)或叫作抑制效率I来表示。
I=(υ0-υ)/(υ)×100%=(1-(υ)/(υ))×100%式中υ——未加缓蚀剂时金属的腐蚀速度，g/m2*hυ——添加缓蚀剂后金属的腐蚀速度，g/m2*h此方法只适用于均匀腐蚀的缓蚀效率。
对于孔蚀、应力腐蚀等局部腐蚀要用评价局部腐蚀的方法来表示。
3.2缓蚀剂的后效性能缓蚀剂的后效性能是指当缓蚀剂的浓度由其正常使用浓度大幅度降低时，缓蚀作用所能维持的时间。
这个时间越长，缓蚀剂的后效性能越好，亦表示由缓蚀剂作用而产生的金属表面保护膜的寿命越长。
在判定缓蚀剂的性能好坏时，首先要考察上述两项指标。
此外，它的毒性、成本、发泡性能等也应加以考虑。
4 缓蚀剂保护的特点4.1 缓蚀剂保护的优点(1)保护效果好。
采用合适的缓蚀剂及保护工艺，可以取得良好的保护效果，保护效率可达99%～100%。
不但对金属的均匀腐蚀可采用缓蚀剂保护，对应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀与腐蚀疲劳等也可采用缓蚀剂保护。
多种缓蚀剂的配合使用，还可以同时保护与腐蚀介质接触的多种金属材料。
缓蚀剂不仅可有效地减缓金属的腐蚀，有时在保护金属的机械强度、加工性能以及改善生产环境、降低原料消耗上也有一定的效果。
(2)使用方便，技术比较容易掌握；投资少，成本低，一般的中小企业较适宜使用。
(3)用途广。
缓蚀剂已用在各个工业部门。
在工业水、海水、酸、石油、油脂、蒸汽冷凝管线、大气以及钢筋混凝土等环境中都已有应用成功的报道，可以保护各种与介质直接接触的材料、设备、管道、阀门、泵和仪表等。
缓蚀剂还可以和涂料、电化学保护等联合使用。
4.2 缓蚀剂保护的局限性(1)缓蚀剂对材料—环境体系有极强的针对性，要针对不同的体系通过实验室及现场的试验选择缓蚀剂的配方和有关参数。
(2)缓蚀剂一般只用在封闭和循环的体系中。
(3)缓蚀剂一般不适用于高温环境，大多数在150℃以下使用。
(4)对于不允许污染的产品及生产介质的场合不宜采用，要考虑缓蚀剂对环境有无污染。
(5)在强腐蚀性的介质(如酸)中，不宜用缓蚀剂作长期保护。
5 缓蚀作用理论5.1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。
5.2 成膜理论成膜理论认为缓蚀剂所以能起缓蚀作用是由于它能在金属表面生成一层难溶的保护膜。
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。
例如K2CrO4在中性水中可以氧化铁的表面而生成氧化铁钝化膜。
ZnSO4在中性水中可以在铁表面生成Zn(OH)2沉淀膜。
5.3电化学理论根据电化学学说，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。
6 缓蚀作用的影响因素影响缓蚀剂的缓蚀作用因素是复杂的，可以分为材料、环境、缓蚀剂添加浓度以及设备结构与力学因素等方面。
6.1 金属材料的性能与表面状态大多数缓蚀剂对金属的缓蚀作用都有极强的针对性。
在同种腐蚀介质中，同一种添加剂对不同的金属材料有不同的作用。
例如，硫酸盐对于水中的碳钢是有腐蚀性的，而对于在带Cl－水中的不锈钢的孔蚀和应力腐蚀却有缓蚀作用。
金属表面有无润滑油污染及腐蚀产物，粗糙度的大小都会影响缓蚀剂的使用效果。
6.2 环境因素(1)介质的组成显然这是极为重要的影响因素。
缓蚀剂要根据材料—环境的组合进行选择。
缓蚀剂的性质必须于介质相容，即不但可以分散于介质中，而且不应与介质发生中和、氧化还原等反应，从而造成缓蚀剂失效。
要注意介质中2-等离的杂质离子对缓蚀作用可能产生的影响。
例如，在中性介质中的Cl－、SO4子常常有重大的影响。
(2)介质的pH值几乎所有的缓蚀剂都有一个有效缓蚀作用的pH范围。
在中性介质中，严格控制其pH值，是保证缓蚀剂持久有效的重要条件。
例如，亚硝酸钠在pH＜5.5～6.0时失效；多磷酸盐在pH为6.5～7.5时使用。
(3)温度在使用缓蚀剂时要十分注意温度的影响。
(4)微生物当微生物存在于腐蚀环境时，由于微生物会从下述三个方面影响腐蚀与缓蚀作用，因此可能导致缓蚀剂失效。
①微生物会参加腐蚀过程，造成大量腐蚀产物的生成与孔蚀。
②凝絮状真菌的生长与积累会妨碍介质的流动，使缓蚀剂不能均匀分散于金属表面。
③细菌会直接破坏缓蚀剂，缓蚀剂可能成为微生物的营养源。
6.3 缓蚀剂浓度所有缓蚀剂都存在一个最低浓度值，只有缓蚀剂浓度大于此最低浓度值才具有一定的缓蚀效率。
缓蚀剂浓度对缓蚀效率的影响有三种不同的情况：(1)缓蚀效率随缓蚀剂浓度增大而增大。
许多缓蚀剂在酸性及浓度不大的中性溶液中都属于这种情况。
例如，在硫酸或盐酸溶液中，若丁对碳钢的缓蚀作用就是这样。
(2)当缓蚀剂浓度达到某一值时，缓蚀效率出现最大值。
例如，当硫化二乙二醇的浓度是2×10-2mol/L时，碳钢在5mol/L HCl中的腐蚀速度降到最低值。
(3)当缓蚀剂浓度不足时，会加速均匀腐蚀或孔蚀。
大部分氧化膜型缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐和过氧化氢等缓蚀剂，在用量不足时是危险的。
因此，氧化膜型缓蚀剂又叫危险缓蚀剂。
7 缓蚀剂的实际应用7.1在水系统中的应用缓蚀剂已用来保护工业循环冷却水系统、采暖设备与管道、饮用水系统、水冷却器等。
所谓水质稳定技术是指通过添加具有缓蚀、消垢和杀菌灭藻作用的各种化学药剂以控制循环冷却水系统的腐蚀、结垢和生物繁殖，从而保证设备安全运转的技术。
水质处理中常用的缓蚀剂有：有机磷酸盐、聚磷酸盐、硅酸盐、锌盐、铬酸盐和重铬酸盐等。
7.2在酸系统中的应用生产中金属材料及设备和酸类的接触是难免的。
例如为了除去钢铁表面上的铁鳞和铁锈要进行酸浸；工业设备除垢除锈要酸洗；油井为了提高出油的速度，要向地下油层内注入酸以溶解岩层；酸的贮运工具等。
通常要采用酸性介质的缓蚀剂以保护与酸接触的金属材料。
酸性介质的缓蚀剂可分为两大类：(1)无机缓蚀剂如AS3+、Sb3r、Bi3+、Sn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Br-和I-等。
(2)有机缓蚀剂已研究作为酸性介质缓蚀剂的有机化合物有醛、炔醇、有机酸等含碳氢氧的化合物；吡啶、喹啉、钅翁离子、胺、苯胺、哌啶、吡咯烷、嘧啶、硬脂酰胺等含氮的有机化合物；含硫的有机化合物；含磷的有机化合物等。
许多酸性介质缓蚀剂采用无机物与有机物多组分的复合物。
7.3在石油天然气开采中的应用在原油、天然气内含有H2S、CO2有机酸等造成采油采气的管道和设备的腐蚀，硫化氢中氢的存在使金属穿孔或形成层状剥落，更危险的是造成应力腐蚀破裂与氢损伤。
抗硫化氢气体的缓蚀剂是研究最多的一类缓蚀剂，已有许多商品，如兰4-A、咪唑啉、粗喹啉、1014、氧化松香胺等。
7.4在炼油工业中的应用由于原油中含有无机盐、硫化物、环烷酸等，对炼油厂中的常压、减压设备、管线和油罐等造成严重腐蚀，广泛采用尼凡丁-18、Nacol 65 AC、4502等缓蚀剂加以控制。
7.5 在化学工业中的应用由于缓蚀剂保护自身的局限性，它在化学工业过程中的应用还不多，但也有一些成功的实例。
(1)熬碱锅的防护烧碱溶液在铸铁制的熬碱锅中蒸发，造成熬碱锅的严重腐蚀和碱脆。
以硝酸钠为缓蚀剂，不仅延长设备的使用寿命，而且减少碱中Fe3+的含量和提高了碱的质量。
(2)碳化塔的防护某些碳酸氢铵厂采用硫化钠溶液预膜的方法减缓碳化塔及冷却水箱的腐蚀。
