鹽酸測試中心-廣東檢測中心

  1.簡介

  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液構成的懸濁液。

  2.分類

  金屬納米流體；

  非金屬納米流體；

  碳納米流體。

  3.應用

  與傳統液體相比，納米流體具有更好的傳熱性能，因此納米流體在強化傳熱方面有很好的應用前景。納米流體的潛在應用領域是熱交換系統，可以應用于提高冷卻介質的導熱系數從而強化傳熱。某些納米流體也可用作相變蓄冷材料，從而起到節能降耗的作用。同時納米流體還可以應用于余熱回收、交通運輸、儲能、改善土壤、石油開采、潤滑等多個領域。

  4.納米顆粒對金屬腐蝕機理的影響

  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。納米顆粒進入到溶液中，可以在一定程度上改變溶液的性質和金屬表面狀態，從而對金屬的腐蝕過程產生影響。

  4.1納米顆粒對金屬腐蝕的抑制作用

  在一些研究中發現，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方面。

  （1）納米顆粒在金屬表面形成保護膜

  納米顆粒在金屬表面的吸附成膜可以對金屬起到一定的保護作用。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阻力顯著增大，從而在一定程度上抑制腐蝕。當以一定轉速攪拌納米流體時，發現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阻力，有效地控制著納米流體中銅的腐蝕過程。

  （2）納米顆粒阻礙氧氣分子的擴散

  多數腐蝕體系中，氧氣分子是腐蝕的去極化劑。納米顆粒可以對氧的傳質過程產生影響，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，一些納米顆粒可進入擴散層，也可沉積在金屬表面。

  擴散層中氧氣分子與納米顆粒互相碰撞，增加了氧的擴散途徑，提高了氧的擴散阻力，納米顆粒成為了氧擴散途徑中的障礙物，使氧的擴散速度降低。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，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

  納米顆粒可以改變溶液中鹽的溶解度，從而影響金屬的腐蝕過程。

  4.2納米顆粒對金屬腐蝕的促進作用

  在一些研究中發現，溶液中納米顆粒的存在促進了金屬的腐蝕，其主要觀點是：

  （1）納米顆粒促進金屬腐蝕的傳質過程

  溶液中納米顆粒的布朗運動、Marangoni對流作用等可以強化傳質過程。從這個角度來說，納米顆粒對金屬的腐蝕也有一定的促進作用。

  （2）納米顆粒磨蝕-腐蝕的協同效應

  納米流體作為一種液固懸濁液，對金屬的磨損腐蝕不可避免。研究發現納米流體中磨蝕-腐蝕協同效應較為明顯，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小時后的磨損腐蝕速率比純磨損大約大14倍，比靜態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-腐蝕協同效應顯著。