鹽酸測(cè)試中心-廣東檢測(cè)中心

  1.簡(jiǎn)介

  納米流體是指將一定比例的納米顆粒以一定方式加入到液體中而形成的流體，是一種由納米顆粒和基礎(chǔ)液構(gòu)成的懸濁液。

  2.分類(lèi)

  金屬納米流體；

  非金屬納米流體；

  碳納米流體。

  3.應(yīng)用

  與傳統(tǒng)液體相比，納米流體具有更好的傳熱性能，因此納米流體在強(qiáng)化傳熱方面有很好的應(yīng)用前景。納米流體的潛在應(yīng)用領(lǐng)域是熱交換系統(tǒng)，可以應(yīng)用于提高冷卻介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)從而強(qiáng)化傳熱。某些納米流體也可用作相變蓄冷材料，從而起到節(jié)能降耗的作用。同時(shí)納米流體還可以應(yīng)用于余熱回收、交通運(yùn)輸、儲(chǔ)能、改善土壤、石油開(kāi)采、潤(rùn)滑等多個(gè)領(lǐng)域。

  4.納米顆粒對(duì)金屬腐蝕機(jī)理的影響

  納米流體中金屬腐蝕行為的變化，與流體中納米顆粒的特性直接相關(guān)。納米顆粒進(jìn)入到溶液中，可以在一定程度上改變?nèi)芤旱男再|(zhì)和金屬表面狀態(tài)，從而對(duì)金屬的腐蝕過(guò)程產(chǎn)生影響。

  4.1納米顆粒對(duì)金屬腐蝕的抑制作用

  在一些研究中發(fā)現(xiàn)，溶液中納米顆粒的存在可以抑制金屬的腐蝕，主要原因在于以下幾個(gè)方面。

  （1）納米顆粒在金屬表面形成保護(hù)膜

  納米顆粒在金屬表面的吸附成膜可以對(duì)金屬起到一定的保護(hù)作用。銅在含有碳納米管的SDS溶液中，腐蝕速率減小的原因是由于銅表面形成了碳納米管膜。碳納米管膜的存在使傳質(zhì)阻力顯著增大，從而在一定程度上抑制腐蝕。當(dāng)以一定轉(zhuǎn)速攪拌納米流體時(shí)，發(fā)現(xiàn)銅的腐蝕電流密度不變，表明銅表面的碳納米管膜有較大的傳質(zhì)阻力，有效地控制著納米流體中銅的腐蝕過(guò)程。

  （2）納米顆粒阻礙氧氣分子的擴(kuò)散

  多數(shù)腐蝕體系中，氧氣分子是腐蝕的去極化劑。納米顆粒可以對(duì)氧的傳質(zhì)過(guò)程產(chǎn)生影響，納米顆粒因具有小尺寸和高的比表面積，可以在流體中懸浮，一些納米顆?？蛇M(jìn)入擴(kuò)散層，也可沉積在金屬表面。

  擴(kuò)散層中氧氣分子與納米顆?；ハ嗯鲎?，增加了氧的擴(kuò)散途徑，提高了氧的擴(kuò)散阻力，納米顆粒成為了氧擴(kuò)散途徑中的障礙物，使氧的擴(kuò)散速度降低。因此納米顆粒的存在使金屬的耗氧腐蝕速率降低。再者，納米顆粒由于具有非常大的接觸表面積，這增加了其在金屬表面的吸附趨勢(shì)，納米顆粒在金屬表面的吸附減少了氧氣分子與碳鋼基體的接觸表面積。

  （3）納米顆粒降低鹽的溶解度

  納米顆粒可以改變?nèi)芤褐宣}的溶解度，從而影響金屬的腐蝕過(guò)程。

  4.2納米顆粒對(duì)金屬腐蝕的促進(jìn)作用

  在一些研究中發(fā)現(xiàn)，溶液中納米顆粒的存在促進(jìn)了金屬的腐蝕，其主要觀點(diǎn)是：

  （1）納米顆粒促進(jìn)金屬腐蝕的傳質(zhì)過(guò)程

  溶液中納米顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)、Marangoni對(duì)流作用等可以強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，納米顆粒對(duì)金屬的腐蝕也有一定的促進(jìn)作用。

  （2）納米顆粒磨蝕-腐蝕的協(xié)同效應(yīng)

  納米流體作為一種液固懸濁液，對(duì)金屬的磨損腐蝕不可避免。研究發(fā)現(xiàn)納米流體中磨蝕-腐蝕協(xié)同效應(yīng)較為明顯，碳鋼在納米流體中的純腐蝕速率小于在不含固體顆粒的基液中的，純磨損速率略高于在基液中的；而碳鋼在納米流體中的磨損腐蝕速率比在不含固體顆粒的基液中高得多。碳鋼在納米流體中24小時(shí)后的磨損腐蝕速率比純磨損大約大14倍，比靜態(tài)純腐蝕速率與純磨損速率之和大9.5倍，這表明碳鋼在納米流體中的磨蝕-腐蝕協(xié)同效應(yīng)顯著。