文 献 综 述

热管是一种具有很高导热能力的传热元件，它依靠管内液体的相变来实现快速传递热量，可以将大量热量在截面很小的管子内远距离传导并且无需，其工作温区从-273℃一直到1000℃。热管元件拥有其他传热元件所不具备的长处：很高的导热性及优良的等温性，体积小，环境适应性，热二极管与热开关性能，恒温特性等^[1]。同时许多的研究者在生产制造热管问题上，希望使用价格低廉、容易获取的碳钢来代替价格高昂、市场供量较少的铜和不锈钢，来降低热管制造成本，提高热管的经济效益^[2]。因此碳钢-水热管成为工业热管中的”宠儿”。

1、金属除锈

金属表面除锈与保障产品质量、延长设备使用寿命、提高劳动生产率、提升经济效益有着密切的关系^[3-5]。据国内外的数据资料显示，每年因为腐蚀造成的经济损失可占各国国内生产总值的3%-5%^[6]。因此碳钢热管的除锈尤为重要，工业上金属最常用的除锈方式为酸洗，酸溶解氧化物和锈蚀物以达到去除锈的目的。酸洗最常用的酸是硫酸和盐酸。在所用酸中硫酸可能是最便宜的，并且产生较少的酸雾。在较低的温度下，盐酸可以提供更好的酸洗效果 ^[7]。酸洗处理方法来除锈目前已被工业上大规模采用，但仍然存在众多的问题：过酸洗、氢脆、酸雾、废酸、等问题^[8]。过酸洗与氢脆容易使材料损坏，酸雾和废酸的排放容易对环境造成巨大破坏。同时强酸的使用也被国家进行相应的限制管控。

2、传统除锈剂

传统除锈剂通常主要成分为强酸，同时为解决上述问题国内外学者通常会主张添加缓蚀剂，促进剂、表面活化剂等。但是工业上最常使用的酸为硫酸、盐酸等强酸，本身属于国家一级危化品，容易腐蚀金属，除锈后的钢容易返锈，且除锈过程产生大量酸雾，极大影响钢铁本身，威胁现场操作人员的安全还有污染环境的风险^[9]。同时添加的缓蚀剂、表面活化剂等添加剂通常为有毒合成化合物，对环境存在威胁。对于碳钢，因碳钢里的碳通常不与酸洗液发生反应，还容易在金属表面产生黑色碳膜^[10]。因此，找寻一种新型的环保型除锈剂替代传统除锈剂显得必不可少。

3、环保型除锈剂

环保型除锈剂由成分分析，其主要成分酸应具备高效的除锈效率，不易产生酸雾和氢脆现象，并且废酸容易处理。所用的添加剂也应为非毒性的环保型化合产品。同时考虑其经济效益与是否能在工业中大规模推广使用。因此针对碳钢，开发出一种主要成分为有机酸，同时添加剂也为无毒、环保材质的新型环保除锈剂来完成以上目标。

这种新型的环保型除锈剂的主要成分为有机酸，它与铁锈反应温和，在常温下即可反应，避免传统无机酸除锈时产生酸雾和氢脆现象。有机酸与铁离子有配位作用，在除锈剂中又作配位剂，配位不断产生的二价铁离子和三价铁离子，使游离铁离子减少，加速氧化物与酸的反应，达到快速除锈的目的^[11]。并且有机酸通常为弱酸对金属的腐蚀也较轻。同时有机废液较多为容易转化并处理，有机物废液去除技术已成熟并被出版公开^[12]。

所用的添加剂应为无毒、环保材质，其中大量使用的缓蚀剂，应改为天然或合成有机物。添加缓蚀剂，使之吸附在钢铁的表面，使钢铁和有机酸介质隔离，避免或减少金属与有机酸发生反应，添加表面活性剂降低碳钢表面张力，使缓蚀剂与钢铁更好地结合，并且降低了环保型除锈剂分子之间的相互作用。添加渗透剂，可使Ｈ＋离子渗透到锈层内部，与锈层反应更充分、完全 ^[11]。在盐酸、硫酸溶液中对于钢材，某些有机物已被证明金属腐蚀抑制效率高，且无毒对环境无影响，，容易合成，容易降解而被广泛运用^[13，14]。因此针对有机酸，开发相应的环保缓蚀剂、表面活化剂等添加剂是具有可能性的。