碳钢和不锈钢是应用最为广泛的金属,在使用过程中会与腐蚀介质发生电化学反应导致其性能、形貌等发生改变,从而影响其使用。本文采用电化学测试方法研究了氨基酸以及三聚氰胺等有机化合物对于304不锈钢和1045碳钢在相变蓄冷材料(PCMs)溶液中的电化学性能,结合量子化学计算和分子动力学模拟等理论计算方法研究了缓蚀剂的缓蚀机理。通过电化学阻抗谱和极化曲线测试等电化学方法研究了蛋氨酸和脯氨酸分子对304不锈钢在共晶盐相变蓄冷材料溶液中的缓蚀性能。测试结果表明,蛋氨酸、脯氨酸以及蛋氨酸/脯氨酸复配缓蚀剂均能减缓304不锈钢在PCMs溶液中的腐蚀,其中蛋氨酸/脯氨酸复配缓蚀剂缓蚀效果最好。扫描电子显微镜(SEM)形貌图验证了缓蚀剂的缓蚀作用。量子化学计算和分子动力学模拟从理论方面进一步研究了缓蚀机理。通过电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、SEM以及X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了半胱氨酸(Cys)和三聚氰胺(Mel)对1045碳钢在相变蓄冷材料(PCM)溶液中的缓蚀性能。电化学阻抗谱的结果表明Cys和Mel都能抑制碳钢在PCM溶液中的腐蚀,Cys和Mel复配能够增大缓蚀效率至96.3%。动电位极化曲线测试验证了Cys、Mel以及Cys和Mel复配缓蚀剂对碳钢腐蚀的保护。SEM形貌图显示三种缓蚀剂均能减缓碳钢在PCM溶液中的腐蚀。XPS测试表明Cys和Mel能够吸附在碳钢表面形成保护膜,进而抑制碳钢在PCM溶液中的腐蚀。使用量子化学计算和分子动力学模拟从理论上研究缓蚀机理。研究了组氨酸及其两种衍生物分子自组装膜(SAMs)对于碳钢和不锈钢在PCMs溶液中的缓蚀性能。量子化学计算和分子动力学模拟证明了三种分子作为钢铁材料缓蚀剂具有可行性。电化学结果表明组氨酸及其衍生物SAMs对于不锈钢腐蚀的缓蚀性能远大于其对碳钢的缓蚀性能。三种SAMs在碳钢表面为混合型缓蚀剂,在不锈钢表面为阳极型缓蚀剂。SEM表征验证了缓蚀剂的缓蚀性能,XPS表征表明组氨酸及其衍生物分子对于不锈钢的高缓蚀性能是因为有机分子不仅通过与铁原子形成配位键,而且也与不锈钢表面的铬原子和镍原子形成配位键,从而使SAMs更加致密完善。