金屬材料在醋酸中的腐蝕行為研究
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摘 要：本文主要針對金屬材料在醋酸中的腐蝕行為進行綜合研究。主要利用電化學技術原理，評測金屬材料在醋酸中的腐蝕變化以及所產生的交流阻抗特性。根據具體評測結果，闡明相關因素對金屬腐蝕速率的影響，僅供參考。
關鍵詞：金屬材料；醋酸；腐蝕性為
醋酸作為有機酸的一種表現形式，通常是我國化工領域、醫藥領域以及食品領域廣泛運用的化工原料之一。醋酸憑借自身的化學特性，往往會對金屬材料產生不同程度的腐蝕作用。如果不加以嚴格把控，很容易對安全生產工作造成不良影響。為進一步明確醋酸對金屬材料的腐蝕作用，有必要開展關于金屬材料在醋酸中腐蝕行為的研究工作，以期可以及時研制出抑制醋酸腐蝕用緩蝕劑提供數據保障。
1 評測醋酸對金屬材料腐蝕行為的實驗方法分析
根據以往的實驗經驗可知，對于醋酸腐蝕速率以及腐蝕行為的實驗步驟，最好根據電化學測試原理進行合理確定。在實驗材料準備無誤的前提下，利用熱塑型PVC壓制成工作電極、并于電極表面實行砂紙打磨處理工作。在試驗溶液的選擇方面，建議選擇AR級冰醋酸和蒸餾水配制溶液，并在溶液中加入適量的氯離子。電解池采取三電極系統模式、輔助電極采取鉑電極[1]。
另外，參比電極以Ag-AgCl電極為主。需要注意的是，電解池必須始終放置在恒溫恒壓環境中，以便更好地控制試驗溫度。對于測試方法問題而言，建議最好選用單程掃描伏安法進行測量，并根據現場試驗情況繪制出陽極極化曲線圖。在此期間，現場人員需要仔細觀測待測金屬材料在恒定溫度條件下的變化情況。
2 醋酸對不同金屬材料的腐蝕影響分析
2.1 對鐵及碳鋼材料的腐蝕影響
醋酸溶液對鐵及碳鋼材料存在明顯的腐蝕影響，尤其是置于較高溫度條件下?？梢哉f，任何濃度的醋酸溶液都會對鑄鐵以及碳鋼產生較強的腐蝕效果。因此，在工業生產工作當中，一般不會選用鐵或者碳鋼作為醋酸生產或者儲備原材料。
2.2 對不銹鋼材料的腐蝕影響
置于低溫醋酸溶液當中，所有的不銹鋼金屬材料基本都能夠體現出較強的耐腐蝕效果。尤其當醋酸溶液中存在少量氧化性物質時，不銹鋼材料所體現出的耐腐蝕效果愈加明顯。然而，根據電化學試驗來看，當改變醋酸溶液溫度時，如升高溶液溫度，醋酸溶液中的還原物質往往會與不銹鋼發生化學反應，加劇不銹鋼材料的腐蝕速率[2]。
2.3 對銅及銅合金材料的腐蝕影響
銅及銅合金在稀醋酸或者冰醋酸溶液當中，會具備較強的耐腐蝕性能，尤其處于中性以及還原性環境條件時。需要注意的是，如果往醋酸溶液中添加適量的氧化性物質或者通入空氣時，那么銅及銅合金材料表面的腐蝕速率會進一步加劇，腐蝕速率甚至可以達到4倍及以上。
2.4 對鋁和鋁合金材料的腐蝕影響
根據電化學測試原理可知，基于常溫條件下的醋酸溶液對于純鋁基本不會產生較大的腐蝕影響。但是隨著醋酸溶液溫度的不斷升高，腐蝕效果逐漸發生變化。舉例而言，1%稀醋酸溶液在沸騰溫度條件下，對鋁產生的腐蝕作用基本上要比常溫條件下高達百倍以上。
與此同時，隨著醋酸溶液濃度的不斷加劇，腐蝕速度明顯發生下降現象。另外，純度較高的鋁材料，表面往往具備性質較穩定的氧化鋁保護膜，能夠抵擋醋酸溶液的腐蝕作用。但是一旦改變醋酸溶液溫度，那么鋁表面形成的氧化膜會受到溫度作用的影響而出現腐蝕問題[3]。
3 影響金屬材料在醋酸溶液中腐蝕速率的相關因素分析
根據上文的舉例證明可知，不同金屬材料在醋酸溶液中的腐蝕速率存在一定差別，而造成這種差別的主要原因在于醋酸溶液濃度、醋酸溶液溫度以及溶解氧含量等因素的影響程度。
3.1 醋酸溶液濃度
醋酸溶液濃度屬于弱電解質，濃度變化程度往往會對介質電阻率數值產生直接影響。根據電化學實驗原理可知，置于醋酸溶液中的金屬材料陽極極化曲線與交流阻抗測試，多會受到醋酸溶液溫度的變化而發生相應改變。需要注意的是，醋酸溶液濃度改變對于金屬鈦、金屬錳的腐蝕影響程度不高。
3.2 醋酸溶液溫度
溫度變化往往是引發金屬材料腐蝕速率變化的主要因素。醋酸溶液在某些程度上可以視為離子導體的一種表現形式。隨著溶液溫度的不斷升高，溶液電阻將會出現明顯下降趨勢，因此對于金屬材料的腐蝕作用會明顯加強。
3.3 溶解氧含量
根據電化學性能測試可知，醋酸溶液中的溶解氧含量會對金屬材料腐蝕速率產生相關影響。完全無氧的條件下，金屬材料表面基本不會發生任何變化。然而，隨著溶解氧含量的不斷增加，金屬表面腐蝕速率明顯加快。
4 結論
根據本文的相關分析可知，醋酸對于金屬材料往往可以體現出較強的腐蝕作用，且受到溫度、環境等因素的影響，還會呈現出不同程度的腐蝕效果。在實際把控過程中，我們需要從醋酸濃度、溫度以及溶解氧等條件因素入手，通過層層推進，環環緊扣，明確不同條件對于金屬材料腐蝕速率的實際影響，并采取合理的控制策略加強管理，緩解醋酸對金屬材料的腐蝕現象。希望通過本文的相關闡述，可以為相關人員提供一定的借鑒價值。
參考文獻：
[1]孫占梅，王彪，陳金富.金屬材料在醋酸中的腐蝕行為研究[J].腐蝕與防護，2018（02）：55-58.
[2]梁斌.含溴醋酸環境下不銹鋼腐蝕行為的研究[D].南京：南京工業大學，2015.
[3]曹懷祥.壓力設備典型材料應變腐蝕損傷研究[D].上海：中國石油大學（華東），2012.
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