文 献 综 述

热管是一种高性能的热量传递装置。在科学技术不断发展的今天,热管技术的应用也更加普遍,受到了人们的广泛关注,在各个领域中都取得了很大的成就^[1]。热管技术的开发与应用,已成为世界公认的节能重要措施^[2]。热管的主要零部件为管壳、端盖（封头）、吸液芯、腰板（连接密封件）四部分^[3]。不同类型的热管对这些零部件有不同的要求。作为一个重要的传热工业元件，它的工作环境很可能在酸性环境中^[4]，其所要的面对的大部分是腐蚀方面的问题。在工业上多采用钝化技术来防止热管在应用中的腐蚀。

1、金属钝化

金属钝化的本质原因是在金属表面形成起保护作用的平衡电层,并使表面的电化学电位升高,从而抑制了金属离子水化过程的进行^[5]。工业常用热管主题金属发生钝化，使其表面发生状态变化，从而引起金属腐蚀速率降低，有效的保证了工业热管的使用寿命^[6]。金属钝化的特征有^[7]：①金属的电极电位朝正值方向移动；②腐蚀速度明显降低；③钝化只发生在金属表面；④金属钝化以后，即使外界条件改变，也可能在相当程度上保持钝态。目前工业上最常用的钝化方法便是使用金属钝化剂来进行金属的钝化。虽然钝化剂的使用可以有效地延长热管的使用寿命，但是传统钝化剂的有毒有害成分会破坏环境，对人体健康造成很大的危害。所以，传统钝化剂被逐渐禁止，新型钝化剂的研究正在进行当中。

2、传统钝化方式及钝化剂

生产中最常用的两种钝化方式分别是铬酸盐钝化^[8]和酸洗钝化^[9]。铬酸盐钝化能够使金属表面转化成以铬酸盐为主要组成的膜以实现钝化处理^[10]，金属在含有能起活作用的添加物的铬酸盐溶液中形成铬酸盐转化膜^[11]。而酸洗钝化是一种化学反应，用以去除钢铁表面的腐锈现象。对不锈钢全面酸洗钝化，清除各类油污、锈、氧化皮、焊斑等污垢，处理后表面变成均匀银白色，大大提高不锈钢抗腐蚀性能，适用于各种型号不锈钢零件、板材及其设备。酸洗过程中添加了高效缓蚀剂^[12]、抑雾剂，防止金属出现过腐蚀和氢脆现象、抑制酸雾的产生。90年代至今所研制的酸洗缓蚀剂主要有咪唑啉类和含硫咪唑啉衍生物,如SM-硫脲缩合物、IS-129咪唑啉类铜的盐酸缓蚀剂、脱氢松香基咪唑啉类缓蚀剂[13]、SH-707、IS-156、BH-2等。相比硫酸更多人选取盐酸洗代替[14]。原有的热管钝化工艺采用的配方是在氧化性酸浓度下进行的，钝化膜形成后，必须对残留酸和反应物进行清洗，在清洗的过程中，清洗工具易对表面钝化膜造成损伤。再有残余酸及反应物不清洗干净带入热管内又将加剧热管不凝气产生引起失效。另外，含有重金属及残酸的钝化废液后续处理成本非常高，随意排放将严重污染环境^[15]。受限于《国家环境标志技术要求》，传统的钝化方式和钝化剂已被禁止使用。所以，新型的钝化方式和钝化剂必不可少。

3、新型钝化方式和钝化剂

相比于传统钝化方式和钝化剂，新型钝化方式和钝化剂要解决的问题是研究出新型的高性能无铬钝化技术^[16]。例如现在市面上的低质量分数双氧水钝化液^[17],双氧水质量分数为0.5%、螯合剂X质量分数为0．15%、钝化液pH值为9．6、钝化温度为40℃、钝化时间为6h。该钝化工艺可大大提高碳钢整体耐腐蚀性能^[18]。还有肌醇六磷酸脂钝化液^[19]，又称植酸钝化液，植酸分子中含有能与金属配合的24个氧原子，12个烃基和6个磷酸基^[20]，这意味着他能够很好的和金属反应并改变金属表面状态达到钝化的目的。目前植酸多应用于金属表面保护^[21]。有文献^[22]分析认为，采用植酸形成的钝化膜更接近单分子吸附性膜。新型的钝化工艺应当满足多个要求，首先能钝化液在金属表面形成致密的氧化膜，此处金属并不特质碳钢，金属种类随热管材质而变，可能是20钢的钝化也可以是铜及其合金的钝化^[23]等等。其次满足国家环境要求，不能含有有毒有害物质，也不能释放出污染环境的物质，要达到绿色表面热处理^[24]，需要改进的不仅仅是钝化液，整个钝化工艺过程都要改变。

我们致力于研究整个工艺过程中关键的一步#8212;#8212;钝化液的配方。配方的组成不仅仅靠口头表述，要有实验数据才具有说服力，因此我们需要通过实验来得出结论。

4、实验