فهرست مطالب
مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال هشتم شماره 3 (پیاپی 29، پاییز 1397)
- تاریخ انتشار: 1397/08/26
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 7-20
در این پژوهش رفتار الکتروشیمیایی فولاد زنگ نزن فریتی AISI 430 در حضور پوشش های نفوذی Al، Ti و رسوب همزمان Al و Ti در محیط دریایی شبیه سازی شده (NaCl%5/3) مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی میکروساختار و فازهای پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش ها از دو آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول آبیNaCl % 5/3 استفاده شد. نتایج حاصل از پلاریزاسیون الکتروشیمیایی نشان داد که رسوب همزمان Al-Ti مقاومت به خوردگی بهتری (μA. cm-24-10×4. 55) نسبت به پوشش های Al (μA. cm-23. 21) و Ti (μA. cm-22-10×3. 6) دارد. همچنین نتایج حاصل از امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که پوشش همزمان Al و Ti بیشترین مقاومت انتقال بار لایه دوگانه الکتریکی را نسبت به پوشش Al و Ti دارد.
کلیدواژگان: خوردگی، آلومینیوم، تیتانیوم، پلاریزاسیون، امپدانس الکتروشیمیایی -
صفحات 21-34
در این پژوهش پوششی اکسید زیرکونیوم (ZrO2) به روش اکسیداسیون پلاسمایی الکترولیتی (PEO) روی آلیاژ زیرکونیوم (zircaloy-4) ایجاد شده است. الکترولیت مورد استفاده در PEO بر پایه سدیم سیلیکات (Na2SiO3) با غلظت های مختلف (0، 5/2، 5، 5/7 و 10 g/L) تتراسدیم پیروفسفات (Na4P2O7) انتخاب گردید و تاثیرات غلظت بر ساختار و رفتار خوردگی الکتروشیمیایی پوشش های ایجادشده مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور بررسی مورفولوژی و ساختار فازی پوشش های ایجادشده به ترتیب از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و دستگاه پراش سنج اشعه ایکس (XRD) استفاده گردید. در مطالعه رفتار خوردگی پوشش ها در محلولM LiOH 5/0 از روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) استفاده گردید. نتایج نشان می دهد ایجاد پوشش ZrO2 باعث می شود مقاومت خوردگی از MΩcm-2 61/0 برای نمونه بدون پوشش به MΩcm-2 126 برای نمونه ای که از الکترولیتی با ترکیب g/L 10 Na2SiO3 – g/L 5 Na4P2O7 (نمونه 5s) بدست آمده ارتقاء یابد. این بهبود رفتار خوردگی با مشخصات پوشش در ارتباط است. به طوری که بهترین نمونه پوشش داده شده (5s) دارای متراکم ترین و یکنواخت ترین ساختار در مقایسه با سایر پوشش ها می باشد. هم چنین این نمونه حاوی 94% فاز مونوکیلینیک ZrO2 و 6% فاز تتراگونال ZrO2 است.
کلیدواژگان: آلیاژ زیرکونیوم zircaloy-4، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، تترا سدیم پیروفسفات، سدیم سیلیکات -
صفحات 35-44
آبکاری الکترولس بهعنوان یک تکنیک مناسب بهمنظور حفاظت از فلزات استفاده میشود. پوششهای الکترولس خواص شیمی فیزیکی و
مکانیکی ویژهای)یکنواختی، مقاومت به خوردگی عالی، سختی بالا و غیره(دارند که موجب شده بهطور گستردهای مورد استفاده قرار گیرند.
پوشش الکترولس Ni-B با توجه به مزایای بسیارش، یک تکنولوژی جدید برای استفاده در صنایع مهندسی است. بهمنظور بهبود خواص این
پوشش، افزودن عنصر سوم گسترش یافته است. مس به عنوان عنصری موثر در ویژگیهای پوشش، انتخاب شده است. در این تحقیق پوشش
الکترولس نیکل-مس-بور بر زیرپایه فولادی مطالعه شد و تاثیر مس بر روی خواص پوشش مورد بررسی قرار گرفت. ترسیبهای آلیاژی از
لحاظ ساختار، مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، میکروسختی و مقاومت به خوردگی شناسایی شدند و با ترسیبهای Ni-B با استفاده از تکنیک-
های XRD ، SEM ، EDS و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک مقایسه شدند. الگوی XRD پوشش Ni-Cu-B آمورف بود. افزایش غلظت کلراید
مس در حمام آبکاری منجر به افزایش مقدار مس در پوششها شده که در نهایت پوشش با مقدار بیشینه مس، بهترین مقاومت به خوردگی را
داشت.کلیدواژگان: الکترولس، مورفولوژی، میکروسختی، مقاومت به خوردگی -
صفحات 45-60
در این پژوهش اکسید تیتانیوم به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما تحت اعمال جریان مستقیم و پالسی تک قطبی بر روی سطح تیتانیوم خالص تجاری در الکترولیت سدیم کربنات با دانسیته جریان ثابت mA/cm2 825 ایجاد گردید. جهت ارزیابی فازی، مورفولوژی سطحی و رفتار خوردگی به ترتیب آزمون های پراش پرتو ایکس، تصویر برداری میکروسکوپی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف-سنجی امپدانس الکتروشیمیایی با دستگاه های پراش سنج پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و پتانسیواستات/گالوانواستات در محلول سدیم کلرید 5/3 درصد وزنی صورت پذیرفت. بررسی آنالیز شیمیایی نمونه ها نشان داد که پوشش های بدست آمده تحت حالت جریان پالسی تک قطبی دارای فازهای آناتاز و روتیل و جریان مستقیم دارای فاز یکنواخت روتیل می باشد. نتایج میکروسکوپی مشخص نمود که پوشش ایجاد شده تحت جریان پالسی تک قطبی دارای ساختار پنکیکی است و پوشش نمونه جریان مستقیم ساختاری آتشفشانی دارد؛ همچنین اندازه بلورک های تخمین زده شده برای این دو پوشش به ترتیب 29 و 49 نانومتر می باشد. بررسی رفتار خوردگی نمونه های پوشش دار مشخص کرد که پوشش بدست آمده با جریان پالسی تک قطبی دارای مقاومت خوردگی بهتری نسبت به پوشش حاصل شده با جریان مستقیم است، همچنین آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در راستای تایید آزمون پلاریزاسیون نشان داد که مقاومت به خوردگی پوشش حاصل از جریان پالسی تک قطبی 6 برابر بیشتر از پوشش ایجاد شده با جریان مستقیم است.
کلیدواژگان: اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما، جریان مستقیم و پالسی تک قطبی، الکترولیت سدیم کربنات، مورفولوژی سطحی، رفتار خوردگی -
صفحات 61-78
در این پژوهش تولید پوشش های (C) Cr2O3 و (CZ) Cr2O3-20YSZ از طریق آسیاکاری پودرهای اولیه به مدت 5 ساعت، مخلوط کردن پودرهای آسیاشده به نسبت های مشخص و متعاقبا پاشش پلاسمایی اتمسفری پودرهای آگلومره شده بر سطح زیرلایه فولادی 304L انجام گرفت. عملکرد خوردگی پوشش ها بدون/با رزین اپوکسی توسط آزمایش های غوطه وری و الکتروشیمیایی (پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی) در محلول NaCl ٪5/3 ارزیابی شدند. نتایج بررسی تصاویر میکروسکوپی از ریزساختار پوشش ها نشان داد که با افزودن ذرات YSZ به پوشش Cr2O3، درصد تخلخل از 7/8 به 2/10 افزایش میزان پهن شوندگی اسپلت ها کاهش یافت. نتایج حاصل از آزمون های الکتروشیمیایی نشان داد که پوشش های اکسید کروم خالص با توجه به ساختار متراکم تر در مقایسه با پوشش های کامپوزیتی، مقاومت به خوردگی بالاتری داشتند. نشت بندی پوشش ها با رزین اپوکسی با محدود کردن دسترسی الکترولیت به سطح زیرلایه به صورت قابل ملاحظه ای موجب بهبود مقاومت به خوردگی (ohm. cm2) پوشش های C و CZ به ترتیب از 191 و 379 به 23189 و 77916 گردید.
کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، آسیاکاری، Cr2O3، YSZ، پاشش پلاسمایی، خوردگی، EIS، نشت بندی -
صفحات 79-97
در این پژوهش، پوشش تبدیلی برپایه ی وانادیوم بر روی زمینه آلیاژ آلومینیوم 2024 اعمال گردید. تاثیر مهم ترین پارامترهای فرآیندی از جمله pH (3،3. 5، 4، 5، 6، 7) ، زمان غوطه وری (10، 20, 15، 25، 30 دقیقه) ، غلظت نمک سدیم وانادات (5، 7. 5، 10گرم بر لیتر) و دمای محلول پوشش دهی (15، 25، 35، 45 درجه سانتی گراد) بر رفتار مقاومت به خوردگی و ریخت شناسی پوشش حاصل ارزیابی شد. نتایج حاصل از آزمون های پلاریزاسیون جریان مستقیم (DC) و طیف سنجی امپدانس الکتروشمیایی (EIS) نشان داد که نمونه ی پوشش شده درغلظت 10 گرم بر لیتر از نمک سدیم وانادات، pH برابر 4، زمان غوطه وری 25 دقیقه و در دمای محیط بالاترین میزان مقاومت به خوردگی را دارد. این میزان از مقاومت در برابر خوردگی (جریان خوردگی 0. 13 میکروآمپر بر سانتی مترمربع و سرعت خودگی 0. 001 میلی متر در یک سال) ، نسبت به عملکرد آلومینیوم بدون پوشش تبدیلی که دارای جریان خوردگی 2. 28 میکروآمپر بر سانتی مترمربع و سرعت خوردگی 0. 026 میلی متر در یک سال است، بهتر می باشد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تشکیل پوشش تبدیلی یکنواخت وانادیوم را بر روی سطح آلومینیوم 2024 نشان داد. براساس نتایج طیف سنجی پراکنش انرژی اشعه ی ایکس (EDX) پوشش حاصل در شرایط بهینه ی پوشش دهی حاوی تقریبا 3 درصد وزنی عنصر وانادیوم است.
کلیدواژگان: خوردگی، پوشش تبدیلی وانادیوم، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون جریان مستقیم، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراکنش انرژی اشعه ی ایکس، آلومینیوم 2024 -
صفحات 99-116
در این پژوهش تاثیر اندازه دانه بر روی رفتار خوردگی فولاد API-5L-X70 توسط روش های الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. از 2 ورق فولادی با دو اندازه دانه ی متفاوت تولید شده به روش ترمومکانیکال استفاده شد. به منظور بررسی بیشتر عملیات حرارتی های آنیل و نرماله بر روی نمونه ی ریز دانه ترصورت گرفت و دسته ی دیگری از این نمونه ها درآب یخ و نمک کوینچ شدند. با تغیر فاکتور زمان عملیات حرارتی طیف بیشتری از اندازه دانه بدست آمد. برای بررسی ساختار و اندازه دانه از تصاویر میکروسکوپ نوری و الکترونی و نرم افزار MIP Cloud بهره گرفته شد. با توجه به وجود ساختار های متفاوت، متوسط قطر دانه های فریت، فریت پلی گونال و بسته های مارتنزیت مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی رفتار خوردگی از آزمون های پلاریزاسیون خطی تافل و امپدانس الکتروشیمایی در محیط خورنده شبیه سازی شده خاک با pH خنثی استفاده شد. نتایج نشان داد که نمونه درشت دانه2647 با متوسط قطر دانه های فریتµm 9/18 رفتار خوردگی بهتری را نسبت به نمونه ریز دانه6530 با قطر متوسطµm 4/13 از خود نشان داده است. به طوری که نرخ خوردگی ازmpy 533/1 به mpy 358/1 کاهش یافته است. همین روند نیز در قطعات عملیات حرارتی شده به جز نمونه های سرد شده در هوا مشاهده شد. در این نمونه ها با افزایش اندازه دانه های فریت پلی گونال ازµm 62/23 به 79/31 چگالی جریان خوردگی از 116/1 به 194/2 میکرو آمپر بر سانتی متر مربع افزایش یافته است که می توان به دلیل رسوب زدایی ناخالصی ها و وجود گرادیان مشخص از عناصر آلیاژی باشد.
کلیدواژگان: اندازه دانه، فولاد API-5L-X70، خوردگی، پلاریزاسیون خطی، امپدانس الکتروشیمیایی، عملیات حرارتی
-
Pages 7-20
In this research, the electrochemical behavior of AISI 430 ferritic stainless steel at presence of Al, Ti and simultaneous co-deposition of Al-Ti diffusional coatings were studied in the simulated marine environment (NaCl 3.5%). To determine the microstructure and phases of the coatings, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) was used. To evaluate the corrosion resistance of coatings, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods were used. Electrochemical polarization results showed that co-deposition of Al-Ti coating has better corrosion resistance (4.55×10-4 μA.cm-2) in comparison to Al (3.21×10-2 μA.cm-2) and Ti (3.6×10-2 μA.cm-2) coatings. Also the results of electrochemical impedance showed that co-deposition of Al and Ti have higher charge transfer resistance of electric double-layer in comparison with Al and Ti coatings.
Keywords: Corrosion, Al, Ti, Polarization, Electrochemical impedance -
Pages 21-34
In this paper, zirconium oxide coating was produced on Zircaloy-4 alloy using plasma electrolytic oxidation (PEO). Sodium silicate and sodium pyrophosphate based electrolyte was selected in PEO process and the effects of concentration of sodium pyrophosphate (0, 2.5, 5, 7.5, and 10 g/L) on the microstructure and the behavior of electrochemical corrosion of formed coatings was studied. In order to examine the morphology and phase structure of coatings, scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD) were used respectively. The corrosion behavior of the coated samples was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 0.5 M LiOH solution. The results show that, ZrO2 coating causes an increase in corrosion resistance inner layer from 0.61 MΩ.cm-2 for the bare sample to 126 MΩ.cm-2 for the sample which was coated in an electrolyte with the combination of 10g/L Na2SiO3 and 5g/L Na4P2O7 (sample S5). This corrosion behavior was related to the coating characteristics. So that in the electrolyte of 5g/L Na4P2O7 (S5) has compact/uniform structure in comparison to other coatings. Also, this sample contains the monoclinic ZrO2 phase of 94% and the tetragonal ZrO2 phase of 6% respectively.
Keywords: Zircaloy-4 alloy, electrochemical impedance spectroscopy, plasma electrolytic oxidation, sodiumpyrophosphate -
Pages 35-44
Electroless plating has been used as a Suitable technique to protection of the metals. Electroless coatings have exclusive physicochemical and mechanical properties (Uniformity, Excellent corrosion resistance, High hardness and etc) that they are being used increasingly. Electroless Ni-B coating is a new technology for use in engineering industries due to its many Privileges. For improvement of this coating, addition of a third element is being developed. The copper as an effective element the coating characteristics have selected. In this study applying the electroless Ni-Cu-B alloy deposit on steel substrate was considered and Influence of the copper on coating properties was investigated. Alloy deposits were characterized for their structure, morphology, chemical composition, micro-hardness and corrosion resistance and compared with Ni-B deposits using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) equipped with Energy dispersive analysis of X-ray, potentiodynamic polarization techniques. X-ray diffraction (XRD) pattern of Ni-Cu-B coatings was amorphous. Increasing CuCl2 in plating bath resulted in increasing of copper content in the coatings and coating with maximum copper content had the best corrosion resistance.
Keywords: Electroless, Morphology, Micro-Hardness, Corrosion Resistance -
Pages 45-60
In this paper Titanium Dioxide was produced on the surface of commercial pure Titanium in Sodium carbonate an electrolyte with constant current density of 825 mA/cm2 by Plasma Electrolytic Oxidation process under applying unipolar Pulse and direct current. To evaluate phase composition, surface morphology and corrosion behavior, respectively The X-ray diffraction, microscopic investigation and potentiodynamic polarization test was conducted by X-ray diffractometer, scanning electron microscope, field emission scanning electron microscope, potentiostat and galvanostat respectively in 3.5 %wt sodium chloride solution. Chemical analysis conducted on sample showed that resulted coatings under unipolar Pulse current have Anataze and Rutile phase and under direct current have uniform Rutile phase. Microscopic results showed that created coating under unipolar Pulse current have a Pancake grain structure and coating produced by direct current have a volcanic structure. The estimated size of crystalline for this two coating also was 29 and 49 nm, respectively. Investigation of corrosion behavior of coated samples confirms that obtained coating with unipolar Pulse current have better corrosion resistance than coating with direct current, also electrochemical impedance spectroscopy results were supported by polarization test result shows that corrosion resistance of coating produced by unipolar Pulse current was 6times higher than direct current.
Keywords: Plasma Electrolytic oxidation, direct current, unipolar pulse, Sodium carbonate electrolyte, surface morphology, corrosion behavior -
Pages 61-78
In the present work, Cr2O3 (C) and Cr2O3-YSZ (CZ) coating were produced using ball milling of the starting powders, mixing the milled powder, and subsequently atmospheric plasma spraying of the agglomerated powders on 304L steel substrate. The corrosion behavior of the coatings with and without sealing was evaluated by electrochemical potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy as well as immersion tests in a 3.5% NaCl solution. The results of microscopic image analysis showed that addition of YSZ to C coating caused an increase in coating porosity from 8.7% to 10.2% and a decrease in splats degree of flattening. Data obtained from electrochemical tests indicated the better corrosion resistance for individual Cr2O3 coating that was related to its denser microstructure. Sealing treatment by limiting electrolyte access to the substrate surface considerably increased the corrosion resistance (ohm.cm2) of the C and CZ coatings from 191 and 379 to 23189 and 77916, respectively.
Keywords: Nano, Ball milling, Cr2O3, YSZ, Plasma spray, Corrosion behavior, EIS, Sealing
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.