粉末冶金材料是金属基体和孔隙的复合体,固有孔隙的存在使得粉末冶金材料相对于其致密的铸件而言更易腐蚀,粉末冶金材料的腐蚀不仅发生在材料的表面,而且发生在基体内部。在众多的防腐蚀方法中,使用防锈缓蚀剂的方法是一种十分经济高效的方法,并且通过缓蚀剂间的复配达到优异的防腐蚀效果已成为防锈缓蚀剂发展的重要方向。本文着力于开发用于粉末冶金金属的高效防锈缓蚀剂,通过科学的选择缓蚀剂,并分别对所筛选的缓蚀剂进行针对粉末冶金材料防腐效果实验,并且进行正交实验筛选出适合粉末冶金材料的合适防锈剂配方,同时通过电化学方法探讨了防锈剂的防锈缓蚀机理。此外,本文还通过粗粒化模拟方法探讨了聚合物聚酰胺胺(PAMAM)和木质素磺酸盐作为缓蚀助剂对于油水界面性质产生的影响,计算了界面密度、界面厚度、有序性参数、界面张力、径向分布函数(RDF)等参数探索具有表面活性的缓蚀剂分子在油水界面上的形态演化以及性质变化。本论文的具体研究内容如下:(1)采用实验的方法制备了防锈油。首先讨论了单组分的防锈缓蚀剂对粉末冶金材料的防锈效果,通过盐雾实验表明,几种单组分的缓蚀剂(石油磺酸钡、氧化石油脂钡、N-油酰肌氨酸和异辛酸/锌/锆)中石油磺酸钡的耐盐雾防锈性能最佳。其次,讨论了两组分复配缓蚀剂的防腐蚀效果,研究表明缓蚀剂的复配可以提高防锈性能,只需微量的异辛酸和10%的石油磺酸钡复配能够显著的提高粉末冶金材料的耐盐雾性。最后通过将几种缓蚀剂进行正交实验得到了最佳的防锈剂配方,即质量分数为10%石油磺酸钡,3%氧化石油脂钡(T743),5%N-油酰肌氨酸,1%异辛酸,耐盐雾时长为72h,远超出了企业对于粉末冶金材料防锈耐盐雾的要求,并通过电化学阻抗谱以及金属表面形貌进一步解释了防锈机理以及复合增效作用。(2)采用MARTINI粗粒化分子动力学模拟的方法考察了PAMAM的加入对具有表面活性的缓蚀剂石油磺酸盐在油水界面性质的影响。粗粒化模拟发现石油磺酸盐分子和PAMAM通过静电相互作用形成复合体,共同占据在油/水界面处,并且随着石油磺酸盐的界面覆盖率增大,体系的界面厚度和有序性参数随之增大,石油磺酸盐分子在界面上的排列更为直立有序,界面张力随之降低。同时,我们还发现在体系中加入PAMAM分子,能够进一步增大界面厚度和有序性参数,降低体系的界面张力。此外通过RDF峰证明PAMAM分子和石油磺酸盐分子作用力显著。(3)采用了粗粒化方法建立了线性木质素聚合物的粗粒化模型。首先基于高斯函数和傅里叶级数总和得到近似的粗粒化线性木质素的键长、键角以及二面角的结构函数。再根据结构参数进行Boltzmann转换得到非键能量,并将得到的粗粒化模型的性质与全原子模型对比,数据表明静动态性质均吻合,最后计算了木质素粗粒化模型的溶解度参数,并通过与文献中实验数据比较,证实了构造的线性木质素的粗粒化力场是有效的,为探索木质素用于缓蚀助剂奠定基础。(4)采用粗粒化模拟方法,研究了木质素磺酸钠和十二烷基磺酸钠在油/水界面的聚集行为以及界面性质。首先建立了木质素磺酸钠和十二烷基磺酸钠的粗粒化模型,通过NPT动力学模拟结果进行分析,发现十二烷基磺酸钠通过疏水作用推动木质素磺酸钠由水相向油/水界面处转移,并最终平衡于界面处。此外通过密度分布图计算界面厚度得到聚合物木质素磺酸钠和表面活性剂浓度的增加均能引起界面厚度增大,并且聚合物木质素磺酸钠的数目变化也影响了界面有序性,随着体系中聚合物数目的增多,界面上的分子排列越有序,并且界面张力随之降低,木质素磺酸钠和十二烷基磺酸钠能够起到协同降低表面张力的效果。