太阳能循环系统中的管道是由多种金属制成,最为普遍的材质是碳钢和铝合金。太阳能用铝合金换热器通过连接管与集热器组成闭式系统,由于换热器内装有防冻液,长期的工作极易引起换热器和其他管道的腐蚀,从而降低热水器的使用寿命。为了避免防冻液长期工作引起的材质腐蚀,在防冻液中还应加入缓蚀剂,达到防缓蚀的效果。因此,本课题主要针对太阳能用铝合金换热器开展研究工作,利用缓蚀技术,提高换热器的耐蚀性,从而延长换热器的使用寿命,保证太阳能热水器的正常、安全使用,减少因换热器破环带来的经济损失。本课题模拟海水条件对铝合金腐蚀与防护进行研究,对于保证和提高换热器在太阳能系统中的使用寿命具有重要的意义。本文采用失重法和电化学方法对40余种缓蚀物质在3.5%NaCl溶液中进行了实验筛选,着重研究对铝缓蚀效果显著的有机物,利用有机物之间的协同作用,通过正交实验复配出缓蚀效果优良的复配缓蚀剂。实验结果表明,含巯基的杂环化合物(2-巯基苯并噻唑,2-巯基苯并恶唑,2-巯基苯并咪唑)对7075铝合金的缓蚀作用无贡献,含氮的杂环化合物对7075铝合金缓蚀作用明显。复合缓蚀剂的缓蚀效果优于单组分的缓蚀效果。巴比妥酸和吐温80单独使用对铝存在较好的缓蚀作用,但作为复配缓蚀剂中的添加物时则没有贡献。而CeCl3单独使用时对铝合金没有明显抑制作用,但作为复配缓蚀剂中的添加物时有较好的缓蚀作用。因此,本实验推荐的最优的缓蚀剂配方为苯骈三氮唑1.5g/L,2-氨基吡啶0.1g/L,氯化铈0.5g/L由于缓蚀剂在实际应用中存在适用范围窄、水溶性差和对环境不友好等问题,本文需要复配出一种既对铝有良好缓蚀作用,又对铁有良好缓蚀作用的缓蚀剂。因此,根据设备实际情况,试验选用BTC245R碳钢和7075铝合金作为研究对象,在研究铝缓蚀剂的基础上,希望通过大量试验,研制出对铁和铝材质设备都有良好缓蚀作用的复配缓蚀剂。本文采用腐蚀浸泡法、正交实验法和电镜扫描技术对30余种缓蚀物质在3.5%NaCl溶液中进行了实验筛选。实验结果表明,CeCl3参与复配时对铝有较好的缓蚀作用,对铁没有缓蚀作用,反而加重铁的腐蚀。聚丙烯酸钠单独使用时可以使铝腐蚀均匀,却会增加铝失重量。苯骈三氮唑、3,5-二氨基-1,2,4-三唑、肉桂醛、吐温80和聚乙烯吡咯烷酮等五种物质复配后,表现出较好的协同作用,对铝试样和铁试样都有较好的缓蚀作用。因此,本实验推荐的最优铝/铁兼容缓蚀剂配方为苯骈三氮唑1.0～1.5g/L、聚乙烯吡咯烷酮0.05～0.1g/L、3,5-二氨基-1,2,4-三唑0.1g/L、肉桂醛0.5～1.0mL/L、吐温801.0～1.5mL/L。