第11章 缓蚀剂

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
11.3.1 缓蚀剂的电化学机理 （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
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
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 11.3 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
11.1概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征 11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征 （1）无机化合物 ①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、
(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
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.3.3 缓蚀剂作用机理总结
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
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.2.2 按作用机理分类
(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、硫醚对阴、阳极过程同时起抑制作用 ， O-S-O-、环状含硫化合物等； 腐蚀电位变化不大
11.1概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.1 概述
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物质的混合
物。
Na2WO4、Na3PO4、Na3VO4 以及NaNO3、 NaNO2等。
11.1概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征 ②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
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 + OHˉ→CaCO3↓+ HCO3- + H2O 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。 3.吸收水中的溶解氧 2Na2SO3+O2→2Na2SO4
11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理 （1） 氧化膜型缓蚀剂
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
（2）沉淀膜型缓蚀剂
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.6 缓蚀剂的应用
11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征
③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 11.3 缓蚀剂的作用机理
11.4 影响因素
11.4.0 缓蚀效率定义
缓蚀剂的性能可以通过缓蚀效率 表征。

v0 v i i 100% 0 100% v0 i0
式中： v0：无缓蚀剂时的腐蚀速度； v：有缓蚀剂时的腐蚀速度； i0：无缓蚀剂时腐蚀电流密度； i：有缓蚀剂时腐蚀电流密度。
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类
11.3 缓蚀剂的作用机理 11.5 影响因素 11.6 缓蚀剂的应用
11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理
（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
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理
（3）吸附膜型缓蚀剂：
先物理吸附 静电吸引力和范德华引力
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
11.1.3 缓蚀剂的技术特性
①缓蚀剂的效果不受设备形状的影响。 ②向腐蚀介质中加入很少量的有机
大庆油田注水井
缓蚀剂就具有很好的缓蚀效果。
③缓蚀剂具有协同作用
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 11.3 缓蚀剂的作用机理
用机理不尽相同。 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。
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类
11.3 缓蚀剂的作用机理 11.5 影响因素 11.6 缓蚀剂的应用
11.4 缓蚀剂的测试评定及研究方法
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
思考 为什么ZnSO4可以做NaCl溶液中Fe的缓蚀剂？
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.2.5 按用途分类 油气井缓蚀剂； 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
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.3.1 缓蚀剂的电化学机理 （1）阴极型缓蚀剂
第9章 缓蚀剂
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
最常用的材料保护技术 （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。
第11章 缓蚀剂
Inhibitor
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
11.2.2 按作用机理分类
(2)阳极型缓蚀剂（阳极抑制型缓蚀剂） 在金属表面形成钝化膜，使 金属与腐蚀介质隔离。
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 抑制阳极反应， 腐蚀电位正移 钠、碳酸钠、苯甲酸钠等。
11.6 缓蚀剂的应用
11.3.1 缓蚀剂的电化学机理 （2）混合型缓蚀剂 含S、O、P、N等有机物在 金属表面吸附
缓蚀剂同时抑制电极过程的阳 极反应和阴极反应
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.6 缓蚀剂的应用
思考 为什么ZnSO4可以做NaCl溶液中Fe的缓蚀剂？ 答案：
Fe→Fe2+ +2e (阳极区)
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (阴极区) Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2↓ (阴极区) KspZn(OH) =3×10-17
2
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 11.3 缓蚀剂的作用机理
3.含N+S有机化合物：硫脲CS(NH2)2
及其衍生物等。
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.2.3 按保护膜特征分类 • （1）氧化膜型缓蚀剂（1~10nm) • （2）沉淀膜型缓蚀剂 （10~100nm) • （3）吸附膜型缓蚀剂
11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理
（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
疏水基 亲水基
移动障碍 能量障碍
吸附型缓蚀剂在金属表面 形成的吸附膜模型
11.1 概述
11.2 缓蚀剂的分类 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
11.2 缓蚀剂的分类 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