金属腐蚀理论及腐蚀控制

在可能引起金属腐蚀的介质中加入少量缓蚀剂就能大大减缓金属腐蚀过程。缓蚀剂可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和气相缓蚀剂三类。

有些无机缓蚀剂使阳极过程变慢，称为阳极型缓蚀剂，如促进阳极钝化的氧化剂(铬酸盐、亚硝酸盐、Fe3+)或阳极成膜剂(碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐);另一类无机缓蚀剂是促进阴极极化，称为阴极缓蚀剂，如Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+等，能与在阴极反应中产生的OH-形成不溶性的氢氧化物，以厚膜形态覆盖在阴极表面，因而阻滞氧扩散到阴极，增大浓差极化。也有同时阻滞阳极过程和阴极过程的混合型缓蚀剂。有些溶液中的杂质，如S、Se、As、Sb、Bi等化合物，能阻抑阴极放氢过程，使阴极极化增大，减缓腐蚀。缓蚀剂的用量一般要先通过试验才能确定。

有机缓蚀剂属于吸附型缓蚀剂，它们吸附在金属表面形成几个分子厚的不可见膜，一般同时阻滞阳极和阴极反应，但阻滞效果并不相同。常用品种有含N、含S、含O、含P的有机化合物，如胺类、杂环化合物、长链脂肪酸化合物、硫腺类、醛类、有机磷类等。缓释剂的吸附类型有静电吸附、化学吸附。静电吸附剂有苯胺及其取代物，吡啶、丁胺、苯甲酸及其取代物如苯磺酸等;化学吸附剂有氮和硫杂环化合物;有些化合物同时具有静电和化学吸附作用。此外，有些螯合剂能在金属表面生成一薄层金属有机化合物。近年来，有机缓蚀剂发展很快，应用广泛，使用这些缓蚀剂也会产生缺点，如可能污染产品，可能对生产流程产生不利影响等。

气相缓蚀剂多是挥发性强的物质，也属于吸附型缓蚀剂。它的蒸气被大气中水分解出有效的缓蚀基团，吸附在金属表面使腐蚀减缓，一般用于金属零部件的保护、贮藏和运输。它必须用于密封包装内，海洋油轮内舱也可用它来保护。常见的有效气相缓蚀剂有脂环胺和芳香胺;聚甲烯胺;亚硝酸盐与硫脲混合物;乌洛托品和乙醇胺;硝基苯和硝基萘等。

用有机涂料保护大气中的金属结构是应用最广的传统防腐手段。市售各类油漆、清漆等都属这一类，主要是由合成树脂、植物油、橡胶浆液、溶剂、助干剂、颜料、填料等配制而成，品种极多，过去以植物油为主的油漆现在多为合成树脂漆所替代。这些涂料覆盖在金属表面，干后形成多孔薄膜，虽然不能使金属与介质完全隔绝，但增大介质通过微孔的扩散阻力和溶液电阻，使腐蚀电流下降。在缓和的环境(如大气、海水等)中，微孔底金属腐蚀缓慢，腐蚀产物可堵塞微孔，有很长的使用寿命。这种方法不适于强腐蚀溶液(如酸)中，因为金属腐蚀迅速并产生氢气，会使漆膜破裂。

涂料涂层的程序:首先是表面处理，这是最重要的一环，表面锈垢、油污等要彻底除净，否则会影响涂层与金属的黏结力;其次是选用底漆，一般加入红丹，铅酸钙，铬酸锌和锌粉等缓蚀剂，当微孔中渗入介质后可起缓蚀作用;最后是面漆，除了耐蚀外，美观也是重要的目的。一般要涂几层面漆，使微孔尽量减少。

常用的合成树脂优良品种有:环氧树脂、聚氨酯、氯磺化聚乙烯、氯化聚醚、酚醛、呋喃(糠醇)等。沥青是廉价但性能优良的涂料，也常和环氧树脂等混合应用于地下管道。天然树脂生漆是我国特产，具有优良耐酸性和耐碱性，是一种高级涂料。

无机涂层中广泛应用的是以锌粉为主的富锌漆，以合成树脂为黏结剂，干后表面锌膜是导电的，作用和阴极保护相同，在大气中可使用很久，也可用于较高温环境。