緩蝕劑保護

作用機理

吸附型緩蝕劑與金屬的相互作用

按照緩蝕劑與金屬表面的鍵的方式，吸附吸緩蝕劑與金屬的相互作用可分為兩種類型，其中一種是由於緩蝕劑的偶極子或離子電荷與金屬的電子電荷之間的靜電引力，即物理吸附。因此，金屬表面的電荷狀態對緩蝕劑吸附影響很大。一般規律是硬酸牢固地連線硬鹼，而軟酸牢固地連線軟鹼。霍爾特別套用此概念來解釋酸性溶液中未氧化金屬表面與中性和鹼性溶液中氧化的金屬表面吸附特性之間的差異，並且也用來估價新緩蝕劑的吸附作用。由於未氧化的金屬屬於軟酸，所以與軟鹼含硫、磷、砷的化合物形成強鍵。軟硬酸鹼原理是常川的半定量概念，可用金屬的有關軟度去尋找有機緩蝕劑，以提高緩蝕劑對於金屬在酸性濃液中的緩蝕效率。

吸附緩蝕劑之間的相互作用

由於表面復蓋增加，緩蝕劑橫向的相互作用增加。在高復蓋度部位，由於含偶極子的分子或離於之間出現相互作用的排斥力，導致吸附作用減弱，從而降低緩蝕率橫向相互作用也可導致吸附物質重新定向，在吸附和緩蝕行為中產生電荷，使吸附作用增強。例如連二氮己環對中鐵的緩蝕作用，是基於上述原理，使連二氮己環的第二亞胺基團形成附加鍵而產生了較強的吸附作用。當溶液中存在兩種緩蝕劑時，其相互作用力可能在吸附位置的兩種物質之間發生導致兩種物質吸附作用增強，因此使緩蝕作用比單種緩蝕劑強。這種在溶液中同時含有緩蝕作用的陰、陽離子，由於相反電荷的吸附離子之間的相互引力作用稱為協同緩蝕效應。這種協同效應，在含有緩蝕作用的陽離子例如季錢離子、季毗咤離子、季磷離子和質子化的胺的酸性溶液中，尤為突出。

酸性溶液中級蝕劑的作用機理

通常認為吸附緩蝕劑能通過下述之一或更多的機理阻止腐蝕的電化學反應。緩蝕劑形成一個擴散勢壘，能制止反應物到達金屬表面，這一作用特別當緩蝕劑是大分子時發生，例如蛋白質、多糖、或者具有長鏈的碳氫化合物，或能聚合形戎多分子膜，例如炔化合物，硫氧化物。緩蝕劑吸附到金屬表面的原子上，防止這些原子作為腐蝕反應的陰陽極。腐蝕反應速度的降低與吸附緩蝕劑的復蓋度成正比。吸附緩蝕劑能影響電極反應的中間表面產物的形成。緩蝕劑離子的吸附作用能夠改變金屬—溶液界面的雙電層，以及影響電化學反應。接近液層的金屬表面吸附了陽離子後電位變正，因此，使得氫離子放電困難。

中性溶液中陰離子的緩蝕作用

緩蝕性陰離子，例如鉻酸鹽、亞硝酸鹽、苯甲酸鹽和其他的撥化物、硼酸鹽、磷酸鹽、鉑酸鹽，通過在金屬表面形成鈍化膜起緩蝕作用。溶液中存在的侵蝕性陰離子為氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽，為保護鐵需要添加緩蝕性陰離子。

陰離子的吸上和孔的堵塞

認為緩蝕作用是陰離子的不溶性鐵鹽沉積在膜破裂部位。這些沉積物在金屬表面堵塞小孔和阻礙金屬的溶解。山於緩蝕性陰離子是從弱酸中得到的，陰離子也能起緩衝作用，防止陽極區小孔內由於鐵離子水解時pH值降低。鐵的鈍化膜中陰離子吸上和阻塞孔，已由放射性示蹤陰離子的套用證實。這些研究表明，某些緩蝕性陰離子例如鉻酸鹽和磷酸鹽在鐵的氧化膜中，通過吸附和離子交換進行到相當的深度，而其它等效緩蝕性陰離子，例如苯甲酸鹽、任二酸鹽卻只進行到一個小的深度。

使鈍化氧化物在表面再形成

由於膜的剝離和損壞，鐵處在活性狀態，緩蝕性陰離子能促使鈍化氧化物在表面再形成，促進鐵的保護性氧化膜的穩定性。鐵從活化態轉為鈍態是一個很複雜的過程，因為在鐵的表面有兩種性質不同的鈍化氧化物膜。首先從活化態形成一低氧化態的鈍化氧化物膜，其成分趨近於磁性氧化鐵。