薛明華

（山東高強緊固件有限公司，山東諸城 262200）

0 引言

金屬防腐蝕技術(shù)經(jīng)歷了較長的發(fā)展，新時期科技的進步，金屬防腐技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。目前我國汽車行業(yè)在不斷的發(fā)展和進步，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的金屬防腐技術(shù)也對汽車的發(fā)展產(chǎn)生了較大影響。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)運行的好壞直接影響到汽車發(fā)動機的運行，所以做好冷卻系統(tǒng)防護極為重要。在對冷卻介質(zhì)研究時，既要考慮到科技的發(fā)展和國內(nèi)外的環(huán)保要求，還要考慮冷卻介質(zhì)對金屬的防護能力的標(biāo)準(zhǔn)等，將對環(huán)境有害的材料逐漸棄用，尋找新型的綠色材料來代替。通過在冷卻介質(zhì)中加入緩蝕劑來實現(xiàn)金屬防護的研究，加強對新型緩蝕劑的探索與研究。

1 金屬腐蝕

金屬腐蝕是汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中多種金屬防腐研究面臨的重要課題，首先要弄清楚金屬腐蝕中介質(zhì)與金屬材料產(chǎn)生的反應(yīng)，既有化學(xué)反，應(yīng)也有物理反應(yīng)。金屬在氧化以后形成的正價離子進入介質(zhì)會生成比較難溶的化合物，從而在金屬表面上生成了腐蝕，影響汽車發(fā)動機的正常使用。下面對金屬腐蝕中常見的腐蝕現(xiàn)象進行分析，主要分為物理腐蝕和化學(xué)腐蝕，并分析電化學(xué)腐蝕的作用原理，

1.1 化學(xué)腐蝕和物理腐蝕

（1）金屬腐蝕中金屬材料與介質(zhì)產(chǎn)生2種影響，一是化學(xué)的作用，二是物理的作用。化學(xué)作用的反應(yīng)是金屬材料和介質(zhì)之間共同作用產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，物理作用是指由于液態(tài)金屬對金屬材料的影響，導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生破壞。金屬腐蝕的化學(xué)作用引起2種腐蝕過程，一是金屬表面與介質(zhì)中的還原物質(zhì)粒子相碰撞引起的價電子還原，失去價電子而氧化的金屬當(dāng)即產(chǎn)生了腐蝕以后留下的產(chǎn)物，一般會依附在金屬的表層，從而對金屬構(gòu)成進一步腐蝕，這一過程被稱為化學(xué)腐蝕。二是電化學(xué)腐蝕，假如介質(zhì)是導(dǎo)體，金屬是電子中的良性導(dǎo)體，金屬被氧化后和介質(zhì)中被還原的物質(zhì)形成了電子，能夠在金屬表面的不同部位開展。

（2）金屬在氧化以后形成了正價離子進入介質(zhì)會形成難溶的化合物，并且該化合物會留在金屬的表面上，陽極反應(yīng)就是指的是這個腐蝕的過程，汽車的金屬發(fā)生氧化，失去了的電子良導(dǎo)體的金屬材料會從一端流向金屬表面的其他部位，在原地接受了物質(zhì)的還原，導(dǎo)致自身價態(tài)不斷的降低的過程被稱為是化學(xué)反應(yīng)中的陰極反應(yīng)過程。陽極反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)稱作陽極反應(yīng)物，陰極反應(yīng)生成的物質(zhì)稱作陰極反應(yīng)物，也成為化學(xué)腐蝕的一次產(chǎn)物。然后接下來會因為一次產(chǎn)物的發(fā)展產(chǎn)生新的相，于是就形成了二次產(chǎn)物。這種腐蝕途徑的過程，是電化學(xué)腐蝕的過程。

1.2 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕出現(xiàn)在多個材料試驗中，試驗中將鐵、鋁、銅、鋼、錫等串聯(lián)在一起，通過銅、鐵和塑料墊圈的試片來分隔，所以就產(chǎn)生了浮渣的原電池組，由于金屬的活性特點不是單一的，所以金屬試片在之前生成了很多個原電池，待金屬試片遇到惡劣的環(huán)境，如高溫、潮濕、浸泡水等條件下，電化學(xué)腐蝕的速度就會大大加快，以這種過程來檢驗防腐液體具備的仿腐蝕能力是否能夠達標(biāo)。

1.3 防腐液的作用原理

防腐液作用的原理是在金屬表面添加緩蝕劑，從而在上面形成了吸附膜和鈍化膜達到腐蝕的功效。鈍化的理論主要有吸附理論和成相膜理論。成相膜理論指的是金屬在溶解時會在金屬表面產(chǎn)生一種氧化膜，這種氧化膜的特點是薄、密并且無孔，它可以將金屬表面筒溶液界面以機械的方式有效的區(qū)隔起來，從而更好的降低金屬的溶解速度。吸附理論的內(nèi)容則是認(rèn)為鈍化現(xiàn)象的發(fā)生主要是由于金屬表面生成了氧以及含有氧粒子的吸附層，導(dǎo)致金屬陽極的反應(yīng)的活力可以實現(xiàn)大幅度的增加，控制金屬的溶解程度。這2種理論都表明鈍化現(xiàn)象只存在與表面，是表面現(xiàn)象。所以電極表面的狀態(tài)因素有可能影響金屬的鈍化，既有可能是抑制也有可能是促進。使用緩蝕劑讓金屬表層生成一層薄薄的膜，膜可以防水、耐高溫，從而避免陽光、雨水等對汽車的損害，從而達到防腐蝕的效果。吸附理論和成相膜理論都是指的是緩蝕劑在金屬表層生成膜的現(xiàn)象。

1.4 緩蝕劑的作用原理

緩蝕劑的作用原理是通過添加少量的緩蝕劑到介質(zhì)中，能夠有效降低金屬被腐蝕的速度。根據(jù)不同作用機理可分為很多種，其中包含的一些緩蝕劑是陽極型的物質(zhì)，將這些物質(zhì)添加到相對中性的介質(zhì)里面，能夠抑制腐蝕速度，增加金屬的使用壽命和期限。通常陽極型性質(zhì)的緩蝕劑能夠加速金屬陽極化，通常在這一過程中需要注意使緩蝕劑全部覆蓋到金屬的表面，避免缺漏。從而增加陽極電流的密度，徐徐進入金屬的孔腐蝕，這就是緩蝕劑的全部作用原理和過程。在金屬表面形成相應(yīng)的膜，避免外在環(huán)境對汽車發(fā)動機系統(tǒng)中金屬的侵蝕，避免物質(zhì)的不利影響因素，研究和探討新型的添加劑，更好的實現(xiàn)汽車發(fā)動機系統(tǒng)的正常運行，確保汽車的壽命能夠穩(wěn)定的延長，保證車內(nèi)人員的安全。

2 新型添加劑的開發(fā)和選擇

社會科技與環(huán)保意識的進步，選擇和使用綠色環(huán)保的材料逐漸成為各行業(yè)流行的熱潮，添加劑的開發(fā)和選擇應(yīng)符合國際環(huán)境發(fā)展的要求，選擇那些效果好、費用低，對環(huán)境污染影響較小的新型添加劑材料。新型添加劑的開發(fā)與選擇應(yīng)符合多種要求，才能夠更好的控制化工原料的配比、工藝和造價成本，更好的實現(xiàn)其試驗運行。新型的添加劑在選擇與開發(fā)時應(yīng)滿足的要求：①具備介質(zhì)中優(yōu)質(zhì)的溶解性；②選用的組分純度較高，在介質(zhì)里面沒有不溶解的物質(zhì)；③選用的每種組分能夠滿足防腐蝕性能的差異；④選用的組分與其他組分不沖突，不會在pH值下產(chǎn)生不必要的化學(xué)反應(yīng)。4個條件對新型添加劑提出了相應(yīng)的要求，所以要對化工原料進行精心篩選，以利于控制配比及工藝和成本，才能更好地進行試驗和運行，以便能夠根據(jù)測試的結(jié)果進行新型添加劑適用的判定。如果在合適的范圍里找不到適合的添加劑，那么可以采用基團作用原理強化處理或自制合成的方法來發(fā)掘新型的防腐添加劑。

3 新型添加劑的作用原理

新型添加劑的作用在于更好的提高金屬的防腐蝕性能，避免產(chǎn)生不必要的化學(xué)反應(yīng)。金屬防腐能力與這層保護膜有關(guān)，它是金屬防腐能力的直觀表現(xiàn)。盡可能的增加防腐添加劑的空間阻礙作用。新型的添加劑作用以后要增加金屬的含氧離子的電負(fù)性和活化能，增加吸附層的吸附能力。

4 緩蝕添加劑的發(fā)展趨勢

隨著科技的發(fā)展和進步，人類的環(huán)保意識也在不斷的加強，在材料的選擇上也趨向于環(huán)保的添加劑原料，這也是科學(xué)發(fā)展的重要方向?，F(xiàn)階段由于有機緩蝕劑具有對環(huán)境危害小、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的優(yōu)勢，正在不斷的取代無機緩蝕劑。汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)正從硅酸鹽系統(tǒng)向羧酸鹽系統(tǒng)進行跨越，摒棄傳統(tǒng)的磷酸鹽系統(tǒng)，正從無機的理論跳躍到有機的世界當(dāng)中去，這是防腐蝕技術(shù)的發(fā)展方向和途徑。

5 結(jié)語

近些年來我國汽車行業(yè)正在研發(fā)新能源汽車，采用環(huán)保安全的汽車是未來的發(fā)展趨勢。汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的多種金屬防腐技術(shù)在汽車領(lǐng)域的中占有重要的地位。加強對金屬防腐技術(shù)尤其是發(fā)動機冷卻系的防腐技術(shù)研究，有利于確保汽車的安全運行，提高汽車的安全指數(shù)和性能，打造符合我國的汽車防腐生產(chǎn)技術(shù)，有利于我國汽車行業(yè)的壯大與繁榮。汽車防腐技術(shù)首先要抓住腐蝕的原理，確定緩蝕劑的原理，確定該如何選擇金屬防腐劑的新型材料。如今我國在材料的選擇上趨向于新型、環(huán)保、綠色的材料的選用，如有機防緩蝕劑的使用和開發(fā)，在汽車金屬防腐蝕技術(shù)中具有較高的影響地位。

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