汽車(chē)發(fā)動(dòng)機防腐技術(shù)關(guān)系到汽車(chē)的正常運行,通過(guò)研究冷卻系統多種金屬的防腐蝕技術(shù)的應用,發(fā)現如果減少在介質(zhì)中添加緩蝕劑能夠減緩金屬腐蝕的速度,而且有機緩蝕劑具備無(wú)機緩蝕劑不具備的優(yōu)點(diǎn),目前正在逐步取代無(wú)機緩蝕劑。
金屬防腐蝕技術(shù)經(jīng)歷了較長(cháng)的發(fā)展,新時(shí)期科技的進(jìn)步,金屬防腐技術(shù)也得到了廣泛的應用。目前我國汽車(chē)行業(yè)在不斷的發(fā)展和進(jìn)步,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統的金屬防腐技術(shù)也對汽車(chē)的發(fā)展產(chǎn)生了較大影響。發(fā)動(dòng)機冷卻系統運行的好壞直接影響到汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的運行,所以做好冷卻系統防護極為重要。在對冷卻介質(zhì)研究時(shí),既要考慮到科技的發(fā)展和國內外的環(huán)保要求,還要考慮冷卻介質(zhì)對金屬的防護能力的標準等,將對環(huán)境有害的材料逐漸棄用,尋找新型的綠色材料來(lái)代替。通過(guò)在冷卻介質(zhì)中加入緩蝕劑來(lái)實(shí)現金屬防護的研究,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(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統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,既有化學(xué)反,應也有物理反應。金屬在氧化以后形成的正價(jià)離子進(jìn)入介質(zhì)會(huì )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(chē)發(fā)動(dòng)機的正常使用。下面對金屬腐蝕中常見(jiàn)的腐蝕現象進(jìn)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?;瘜W(xué)作用的反應是金屬材料和介質(zhì)之間共同作用產(chǎn)生相應的化學(xué)反應,物理作用是指由于液態(tài)金屬對金屬材料的影響,導致金屬材料產(chǎn)生破壞。金屬腐蝕的化學(xué)作用引起 2 種腐蝕過(guò)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(jià)電子還原,失去價(jià)電子而氧化的金屬當即產(chǎn)生了腐蝕以后留下的產(chǎn)物,一般會(huì )依附在金屬的表層,從而對金屬構成進(jìn)一步腐蝕,這一過(guò)程被稱(chēng)為化學(xué)腐蝕。二是電化學(xué)腐蝕,假如介質(zhì)是導體,金屬是電子中的良性導體,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(kāi)展。
(2)金屬在氧化以后形成了正價(jià)離子進(jìn)入介質(zhì)會(huì )形成難溶的化合物,并且該化合物會(huì )留在金屬的表面上,陽(yáng)極反應就是指的是這個(gè)腐蝕的過(guò)程,汽車(chē)的金屬發(fā)生氧化,失去了的電子良導體的金屬材料會(huì )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,導致自身價(jià)態(tài)不斷的降低的過(guò)程被稱(chēng)為是化學(xué)反應中的陰極反應過(guò)程。陽(yáng)極反應產(chǎn)生的物質(zhì)稱(chēng)作陽(yáng)極反應物,陰極反應生成的物質(zhì)稱(chēng)作陰極反應物,也成為化學(xué)腐蝕的一次產(chǎn)物。然后接下來(lái)會(huì )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(guò)程,是電化學(xué)腐蝕的過(guò)程。
1.2 電化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕出現在多個(gè)材料試驗中,試驗中將鐵、鋁、銅、鋼、錫等串聯(lián)在一起,通過(guò)銅、鐵和塑料墊圈的試片來(lái)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(diǎn)不是單一的,所以金屬試片在之前生成了很多個(gè)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(huì )大大加快,以這種過(guò)程來(lái)檢驗防腐液體具備的仿腐蝕能力是否能夠達標。
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(shí)會(huì )在金屬表面產(chǎn)生一種氧化膜,這種氧化膜的特點(diǎn)是薄、密并且無(wú)孔,它可以將金屬表面筒溶液界面以機械的方式有效的區隔起來(lái),從而更好的降低金屬的溶解速度。吸附理論的內容則是認為鈍化現象的發(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,導致金屬陽(yáng)極的反應的活力可以實(shí)現大幅度的增加,控制金屬的溶解程度。這 2 種理論都表明鈍化現象只存在與表面,是表面現象。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(jìn)。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(yáng)光、雨水等對汽車(chē)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象。
1.4 緩蝕劑的作用原理
緩蝕劑的作用原理是通過(guò)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。根據不同作用機理可分為很多種,其中包含的一些緩蝕劑是陽(yáng)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(yáng)極型性質(zhì)的緩蝕劑能夠加速金屬陽(yáng)極化,通常在這一過(guò)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(yáng)極電流的密度,徐徐進(jìn)入金屬的孔腐蝕,這就是緩蝕劑的全部作用原理和過(guò)程。在金屬表面形成相應的膜,避免外在環(huán)境對汽車(chē)發(fā)動(dòng)機系統中金屬的侵蝕,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(shí)現汽車(chē)發(fā)動(dòng)機系統的正常運行,確保汽車(chē)的壽命能夠穩定的延長(cháng),保證車(chē)內人員的安全。
2 新型添加劑的開(kāi)發(fā)和選擇
社會(huì )科技與環(huán)保意識的進(jìn)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(kāi)發(fā)和選擇應符合國際環(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(kāi)發(fā)與選擇應符合多種要求,才能夠更好的控制化工原料的配比、工藝和造價(jià)成本,更好的實(shí)現其試驗運行。新型的添加劑在選擇與開(kāi)發(fā)時(shí)應滿(mǎn)足的要求:
?、倬邆浣橘|(zhì)中優(yōu)質(zhì)的溶解性;
?、谶x用的組分純度較高,在介質(zhì)里面沒(méi)有不溶解的物質(zhì);
?、圻x用的每種組分能夠滿(mǎn)足防腐蝕性能的差異;
?、苓x用的組分與其他組分不沖突,不會(huì )在 pH 值下產(chǎn)生不必要的化學(xué)反應。
4 個(gè)條件對新型添加劑提出了相應的要求,所以要對化工原料進(jìn)行精心篩選,以利于控制配比及工藝和成本,才能更好地進(jìn)行試驗和運行,以便能夠根據測試的結果進(jìn)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(lái)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。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(guān)表現。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性和活化能,增加吸附層的吸附能力。