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摘要
目的 研究20SiMn低合金钢表面对3.5%NaCl溶液中不同硅酸钠浓度的响应机制，揭示硅酸钠作用下金属表面的缓蚀机理。方法 采用开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗谱和Mott-Shottky曲线测试样品表面的耐蚀性能和硅酸钠的吸附行为，并通过SEM观察浸泡后的样品表面形貌，使用EDS和XPS分析腐蚀产物的元素和成分。结果 随硅酸钠浓度的增加，20SiMn钢存在从活性溶解向表面钝化的演变过程，在所研究的浓度范围内，缓蚀效率在含有0.012 5 mol/L硅酸钠的氯化钠溶液中到达最高值(95.92%)。当添加硅酸钠缓蚀剂后，20SiMn钢表面可形成一层由铁氧化物和SiO2组成的复合膜层，其中Si O2的吸附方式以物理吸附为主导，且随着硅酸钠浓度的增大，表面产物中Si含量逐渐降低。XPS分析表明，样品表面产物逐渐从单一的FeOOH转变为Fe3O4和Fe OOH的混合物，而Fe OOH对Si O2具有更强的亲和力，Fe3O4则相对较弱，因此高硅酸钠浓度下的产物不利于Si O2的吸附。此外，高浓度硅酸根离子的水解引发了溶液中OH–浓度的升高，水解产生的不溶性硅醇结构相互之间形成了交联结构，致使发挥缓蚀作用的吸附态Si O2的量降低，复合膜层的致密性降低。结论 硅酸钠对3.5%NaCl溶液中20SiMn低合金钢的腐蚀存在缓蚀作用，但由于腐蚀产物的组成变化和缓蚀剂本身的水解作用，在形成钝化的前提下，硅酸钠浓度不宜过高。
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单位天津职业技术师范大学; 中国石油化工股份有限公司
