بررسی اثر زمان غوطه وری بر رفتار مقاومت به خوردگی پوشش تبدیلی وانادیم بر روی آلیاژ AZ31 منیزیم در حضور افزودنی سولفات مس





کد مقاله:
JCST-26-09-2017-1762

مولفین:
محدثه نبی زاده: دانشگاه امیرکبیر - مهندسی پلیمر
علی اصغر سرابی: دانشگاه صنعتی امیرکبیر - دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ


چکیده مقاله:

با توجه به اهمیت روز افزون استفاده از آلیاژ های منیزیم در صنایع مختلف، بهبود مقاومت به خوردگی این زمینه، به یکی از موضوعات روز جهان تبدیل شده است. در این تحقیق پوشش تبدیلی وانادیم به عنوان روشی جهت محافظت از سطح آلیاژ AZ31 معرفی شد. در بخش اول اهمیت شرایط آماده سازی سطح در اعمال پوشش تبدیلی وانادیم بر روی سطح منیزیم بررسی شد. در بخش دوم اثر مدت زمان غوطه وری در محلول پوشش تبدیلی وانادیم مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان داد که با غوطه وری نمونه به مدت 60 دقیقه حداکثر مقاومت پلاریزاسیون 8100 اهم سانتی متر مربع حاصل گردید. سپس در بخش بعدی اثر حضور سولفات مس بر کاهش زمان غوطه وری و افزایش مقاومت پلاریزاسیون مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که حضور سولفات مس با غلظت 1 گرم بر لیتر نه تنها باعث کاهش زمان بهینه غوطه وری به 30 دقیقه شد بلکه توانست مقاومت پلاریزاسیون پوشش را از 250 به 14300 اهم سانتی متر مربع افزایش دهد و نشان داده شد که این تغییر چشمگیر در تطابق با آزمون پلاریزاسیون نیزاست. بطوریکه دانسیته جریان خوردگی از 4/33 میکرو آمپر بر سانتی متر مربع به 53/0 میکروآمپر بر سانتی متر مربع کاهش یافت. در بخش آخر تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که پوشش تبدیلی وانادیم بطور ذاتی دارای ترک می باشد و مشخص گردید کاهش تعداد حفرات موجود بر روی سطح پوشش و افزایش ضخامت لایه فشرده و یکنواخت نزدیک به سطح توجیه کننده مقاومت به خوردگی بالاتر پوشش تبدیلی در حضور سولفات مس است.


Article's English abstract:

The increasing application of magnesium alloys in various industries on the one hand and its low corrosion resistance on the other hand, have been a new challenge for researches around the world. In this study, vanadium conversion coating was investigated as a method for protection of AZ31 alloy. In the first section, the importance of surface pretreatment for applying conversion coating was studied. In the second part, the duration of immersion in the solution was investigated and the results showed that the coating reaches to its maximum resistance 8100 Ohm.cm2 in 60 minutes immersion. Then, in the next section, it will be seen how the addition of 1 g/l copper sulphate not only reduced the optimum immersion time to 30 minutes, but also increased the polarization resistance of the coating from 250 to 14300 Ohm.cm2. In addition it is clarified that this significant change is in compliance with the polarization test in which the corrosion current density decreased from 33.4×10-6 to 5.3×10-7 A/cm2. In the final section, the images of the FE-SEM showed that the surface of vanadium conversion coating was inherently cracked. Also, reducing the number of pits and increasing the thickness of compact and uniform layer next to the surface are the reasons of higher corrosion resistance for vanadium conversion coating in the presence of copper sulphate.


کلید واژگان:
: پوشش تبديلي وانادیم –آلیاژ منیزیم- پلاريزاسيون – طيف سنجي امپدانس الکتروشيميايي - ميکروسکوپ الکتروني روبشي

English Keywords:
Vanadium conversion coating – Magnesium alloy - DC Polarization – Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) - Scanning Electron Microscopy (SEM)

منابع:
13. حسین عیوض محمدلو، علی اصغر سرابی، علی اصغر صباغ الوانی، حسن سامعی، رضا سلیمی، مقاومت به خوردگی و ریخت شناسی پوشش تبدیلی نانوسرامیک بر پایه هگزافلوئوروزیرکونیک اسید بر روی فولاد، نشریه علمی-پژوهشی علوم و فناوری رنگ، 6(1391)، 9-18.

English References:
1. M. M. Avedesian, Hugh Baker, Magnesium and Magnesium Alloys, ASM International, Ohio, 1997, 6-40. 2. G. L. Song, Corrosion of Magnesium Alloys, Elsevier Science, 2011, 20-33. 3. G. L. Song, Corrosion Prevention of Magnesium Alloys, Elsevier Science, 2013, 53-98. 4. M. D. Danford, The Corrosion Protection of Magnesium Alloy AZ31B, Issue 206239 of NASA technical paper, 97(1997). 5. Carlos E. Casta?o, Cerium-based conversion coatings on magnesium Alloys, PhD Thesis, Missouri University of science, USA, 2014. 6. Dharma Raju Maddala, A Non-chromate Conversion Coating Process for Corrosion Protection of AL 2024-T3 Aluminum Alloy, University of Rhode Island, Kingston, 2007, 15-35. 7. Robert G. Kelly, John R. Scully, David Shoesmith, Rudolph G. Buchheit, Electrochemical Techniques in Corrosion Science and Engineering, CRC Press, Florida, 2002, 272-290. 8. M.A. Arenas, J.J. de Damborenea, Growth mechanisms of cerium layers on galvanised steel, Electrochimica Acta, 48 (2003), 3693-3698. 9. Kunitsugu Aramaki, Treatment of Zinc surface with cerium nitrate to prevent zinc corrosion in aerated 0.5 M NaCl, Corrosion Science, 43(2001), 2201-2215. 10. Xin Zhong, Xiaosong Wu,Yuyu Jia, Yali Liu, Self-repairing vanadium–zirconium composite conversion coating for aluminum alloys, Applied Surface Science, 280(2013), 489-493. 11. Zhongli Zou, Ning Li, Deyu Li, Haiping Liu, Songlin Mu, A vanadium-based conversion coating as chromate replacement for electrogalvanized steel substrates, Journal of Alloys and Compounds, 509(2011), 503-507. 12. H. Eivaz Mohammadloo, A.A. Sarabi, Titanium-phytic acid nano structured conversion coating formationon CRS substrate, Progress in Organic Coatings, 101 (2016), 391–399. 14. H. Eivaz Mohammadloo, A.A. Sarabi, R. Mohammad Hosseini, M. Sarayloo, H. Sameie, R. Salimi, A comprehensive study of the green hexafluorozirconic acid-based conversion coating, Progress in Organic Coatings, 77 (2014), 322– 330. 15. Guixiang Wang, Milin Zhang, Ruizhi Wu, Molybdate and molybdate/permanganate conversion coatings on Mg–8.5Li alloy, Applied Surface Science, 258(2012), 2648-2654. 16. H.Y. Yang, X.B. Chen, X.W. Guo, Coating pretreatment for Mg alloy AZ91D, Applied Surface Science, 258 (2012), 5472– 5481. 17. A. S. Hamdy, I. Doench, H. M?hwald, Smart self-healing anti-corrosion vanadia coating for magnesium alloys, Progress in Organic Coatings, 72 (2011), 387– 393. 18. J. Livage, Sol-gel chemistry and electrochemical properties of vanadium oxide gel, Solid State Ionic, 86-88(1996), 935-942. 19. K.H. Yang, M.D. Ger, W.H. Hwu, Y. Sung, Study of vanadium-based chemical conversion coating on the corrosion resistance of magnesium alloy, Materials Chemistry and Physics, 101(2007), 480–485. 20. A. S. Hamdy, I. Doench, and H. M?hwald, “Smart self-healing anti-corrosion vanadia coating for magnesium alloys,” Prog. Org. Coatings, vol. 72, no. 3, pp. 387–393, 2011. 21. K. Li, J. Liu, T. Lei, and T. Xiao, “Optimization of process factors for self-healing vanadium-based conversion coating on AZ31 magnesium alloy,” Appl. Surf. Sci., vol. 353, pp. 811–819, 2015. 22. Ruiguang Guo, Xiao Jiang, Shuqin Jiang, Evaluation of self-healing ability of Ce–V conversion coating on AZ31 magnesium alloy, Journal of Magnesium and Alloys, (2016) 166-174. 23. A.S. Hamdy, I. Doench, H. M?hwald , Assessment of a one-step intelligent self-healing vanadia protective coatings for magnesium alloys in corrosive media, Electrochimica Acta, 56(2011), 2493–2502. 24. H.Y. Yang, X.B. Chen, X.W. Guo, Coating pretreatment for Mg alloy AZ91D, Applied Surface Science, 258(2012), 5472– 5481. 25. X.B. Chen, N. Birbilis, T.B. Abbott, Review of Corrosion-Resistant Conversion Coatings for Magnesium and Its Alloys, Corrosion Journal of Science and Technology. 67 (2011), 7-38. 26. Manuele Dabala, Katya Brunelli, Enrico Napolitani, Maurizio Magrini, Cerium-based chemical conversion coating on AZ63 magnesium alloy, Surface and Coatings Technology, 172 (2003), 227–232. 27. S.K. Tiwari , R.K. Sahu, A.K. Pramanick, Raghuvir Singh, Development of conversion coating on mild steel prior to sol gel nanostructured Al2O3 coating for enhancement of corrosion resistance, Surface and Coating Technolgy, 205 (2011) 4960 – 4967. 28. F. Mansfeld, Tafel Slopes and Corrosion Rates from Polarization Resistance Measurements, Corrosion. 1973(29), 97-402. 29. X. Zhang, C. Van den Bos, W.G. Sloof, A. Hovestad, H. Terryn, Comparison of the morphology and corrosion performance of Cr(VI)- and Cr(III)-based conversion coatings on zinc, Surface and Coating Technology, 199 (2005), 92-104. 30. L.M. Baugh, Corrosion and polarization characteristics of zinc in neutral—acid media — I. Pure zinc in solutions of various sodium salts, Electrochim Acta. 24 (1979) 657-667. 31. L. Fedrizzi, L. Ciaghi, P.L. Bonora, R. Fratesi, G. Roventi, Corrosion behavior of electrogalvanized steel in sodium chloride and ammonium sulphate solutions; a study by E.I.S, Journal of Applied Electrochemistry, 22 (1992), 247-254. 32. E. McCafferty, Introduction to corrosion science, Springer, Washington, 2009, 278-291. 33. Y.S. Choi, J.J. Shim, J.G. Kim, Journal of Aluminum Compound, 391 (2005) 162-169. 34. Mark E. Orazem, Bernard Tribollet, Electrochemical Impedance Spectroscopy, John Wiley



فایل مقاله
تعداد بازدید: 125
تعداد دریافت فایل مقاله : 8

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:126

کاربران حاضر:32