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碳钢表面络合除锈及预膜的实验研究

文 献 综 述

1引言

碳钢主要指碳的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的钢。碳钢除锈时，有些含有少量油脂，建议使用除油除锈一体的环保型表面前处理制剂，前处理后进行防锈处理，对于正使用中的产品或配件，涂防锈油主要是隔离材质与空气的接触，却不能表面成钝化膜，隔离失效后油层表面及基材都会出现大量的锈层，为微生物的作用提供了营养源，利用水基干燥型超细微粒成膜的钝化防锈制剂，与材质致密结合，防锈性能优良，维护方便，环保卫生，提高车间环境质量。预膜： 即化学转化膜，是金属设备和管道表面防护层的一种类型，特别是酸洗和钝化合格后的管道，可利用预膜的方法加以保护，预膜工作的要求类同于酸洗过程。特别强调的是，预膜用的废水不能随意排放，以防污染环境。

2碳钢表面络合除锈

2.1碳钢的腐蚀机理

金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种^[1]。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行^[2]。

碳钢在裸露在空气中或潮湿的环境下以及有酸性的条件下会发生腐蚀，在有电解质存在且有异种金属存在的情况下腐蚀比较严重（电化学腐蚀）^[3]。

2.2表面络合

水体中固体颖粒物与溶解物质之间的相互作用机理和定量规律历来是胶体和界面化学的重要内容,由于它们对水质起着重要的控制作用,所以也成为近年来水化学中最活跃的研究领域^[4]。70年代初期,Stumm等首先提出对水合氧化物的分散体系中金属离子的专属吸附采用配位化学的处理方法,认为颗粒物界面上与H', OH一和金属离子的结合属于表面络合反应,此时的吸附A可以用与溶液中络合平衡类似的方法,按质量作用定理加以讨论M, Schindler等对这一概念作了进一步的阐述,因而后来被称为Stumm-Schindler表面络合模式。表面络合模式的实质是把固体表面看作一种聚合酸,表观表面络合反应常数K,一般表示为表面固有常数与一静电项的乘积。