فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال ششم شماره 1 (پیاپی 19، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/16
  • تعداد عناوین: 7
|
  • هادی بیرامی*، مریم احتشام زاده صفحات 7-14

    تخریب ناشی از خوردگی به عنوان یکی از مهمترین عوامل در اضمحلال گسترده سازه های بتنی نصب شده در مناطق جنوبی ایران محسوب می شود و این مسئله در سال های اخیر توجه محققین بسیاری را به خود جلب نموده است. با توجه به متفاوت بودن نتایج آزمون های تسریع شده و یا محیط های شبیه سازی شده با آزمون های میدانی در ارزیابی فرآیند خوردگی لزوم تحقیق جهت دستیابی به داده های دقیق میدانی در این خصوص وجود دارد. در این مقاله نتایج مربوط به انجام آزمون های طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی بر روی نمونه های بتنی شاهد، دارای میکرو سیلیس و دارای ممانعت کننده خوردگی پس از «هشت» سال قرارگیری در یک پایگاه تحقیقات خوردگی در حاشیه شمالی خلیج فارس ارائه شده است. آنالیز طیف های به دست آمده نشان داد با استفاده از مدار معادل رندلز اصلاح شده می توان تحلیل مناسبی از توسعه وضعیت خوردگی در نمونه های تحت بررسی به دست آورد. همچنین نمونه های دارای میکروسیلیس در مقایسه با نمونه های دارای ممانعت کننده خوردگی و نمونه های شاهذ به ترتیب از 1/8 و 13/4 برابر مقاومت انتقال بار بالاتری برخوردار بودند.

    کلیدواژگان: ارزیابی میدانی، خوردگی بتن، امپدانس، ممانعت کننده، میکروسیلیس
  • میرقاسم حسینی*، میر مجید حسینی صفحات 15-26

    پوشش های سه تایی شامل RuO2-TiO2-IrO2 و RuO2-TiO2-Ta2O5 در روی بستر تیتانیومی طی دو مرحله ابتدا به صورت سل- ژل و سپس تجزیه ی حرارتی در دمای °C450سنتز شدند. فعالیت الکتروکاتالیستی این پوشش ها در فرایند آزادسازی گاز اکسیژن با استفاده از روش های الکتروشیمیایی شامل ولتامتری چرخه ای، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محیط سولفات سدیم mol.L-11 مورد ارزیابی قرار گرفتند تا قابلیت استفاده از آنها به عنوان آند در سیستم های حفاظت کاتدی مشخص شود. تعیین مساحت سطح فعال در روی این پوشش ها با روش ولتامتری نشان داد که پوشش حاوی اکسید ایریدیوم سطح فعال برابرcm297/1 و پوشش حاوی اکسید تانتالیوم cm271/0 دارد. در مورد پوشش حاوی اکسید تانتالیوم، افزودن این اکسید باعث کاهش تعداد سایت های فعال اکسید روتنیوم به عنوان اصلی ترین ماده ی الکتروکاتالیستی در این پوشش ها می شود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی و آنالیز پراش اشعه ی ایکس به منظور بررسی موروفولوژی سطح نمونه ها تهیه شدند. در پوشش حاوی IrO2 بیشتر در شکاف های بین ساختارهای جزیره ای و شیارهای پوشش ترسیب می شود که با ایجاد سایتهای مازاد منجر به افزایش فعالیت می شود. همچنین به خاطر افزایش یکنواختی ایجاد شده در اثر اشغال شکاف های سطح و نیز افزایش تعداد سایت های فعال طول عمر پوشش افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: حفاظت کاتدی، آند، سل، ژل، پوشش های اکسیدی، تست پایداری
  • نفیسه قویدل، سعیدرضا الله کرم*، رضا نادری محمودی صفحات 27-38

    پوشش الکترولس نیکل-فسفر بصورت الکترولس بر روی آلیاژ منیزیم AZ31 بعد از غوطه وری در محلول اشباع NaHCO3 و تشکیل زیرلایه تبدیلی کربناتی ترسیب شد. تاثیر زمان غوطه وری در محلول NaHCO3 بر مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، ساختار فازی، سختی و مقاومت به خوردگی پوشش های تبدیلی و پس از آن پوشش آلیاژی نیکل-فسفر مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مورفولوژی و ترکیب پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف نگار توزیع انرژی پرتوی ایکس (EDS) انجام و به منظور تعیین ساختار و فازهای موجود در پوشش از دستگاه پراش سنج پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. میکروسختی پوشش ها به وسیله دستگاه میکروسختی ویکرز و مقاومت به خوردگی پوشش ها به وسیله آزمایش پلاریزاسیون تافل در محلول کلرید سدیم 5/3 درصد وزنی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده تاثیر زیاد عملیات آماده سازی بر مورفولوژی و در نتیجه بر مقاومت به خوردگی پوشش بود. با افزایش زمان آماده سازی تا زمان بهینه، پوشش Ni-P بصورت یکنواخت تر تشکیل شد و در نتیجه مقاومت به خوردگی آن نیز بهبود بخشیده شد. با بررسی نتایج حاصل از سختی پوشش ها دیده شد پوشش دهی نیکل-فسفر باعث افزایش سختی نمونه آلیاژ منیزیم به میزان قابل توجهی شد اما تغییر زمان آماده سازی و در نتیجه افزایش پیوستگی پوشش بر سختی آن تاثیر بسزایی نداشت.

    کلیدواژگان: نیکل فسفر، پوشش تبدیلی، الکترولس، پوشش آلیاژی منیزیم، خوردگی
  • محمدرضا خانزاده قره شیران*، حمید ناظمی، سجاد سالاری صفحات 39-49

    در این تحقیق، بررسی رفتار خوردگی اتصال انفجاری ورقهای فولاد زنگ نزن 304- فولاد کربنی 45CK صورت گرفته است. جوشکاری انفجاری با بار انفجاری ثابت و در دوفاصله توقف 4 و 5 میلی متر انجام شده است. نتایج نمایانگر موجی –گردابه ای شدن فصل مشترک و تشکیل ترکیبات ذوب موضعی در اثر افزایش میزان فاصله توقف بوده است. نتایج نشان داده با نزدیک شدن به فصل مشترک اتصال در اثر سخت شدن شوکی ناشی از امواج انفجار سختی در هر دونمونه افزایش یافته که این میزان در نمونه با فاصله توقف 5 میلیمتر بیشتر بوده است. نتایج آزمونهای پلاریزاسیون و امپدانس نشان داده، بیشترین سرعت خوردگی مربوط به نمونه با فاصله توقف بیشتر بوده است. تشکیل مناطق ذوب موضعی منجمد شده و افزایش انرژی جنبشی برخورد در نمونه با فاصله توقف بیشتر باعث افزایش سرعت خوردگی شده است.

    کلیدواژگان: جوشکاری انفجاری، فاصله توقف، مناطق ذوب موضعی، انرژی جنبشی ناشی از برخورد
  • میثم قاسمی*، کوروش جعفرزاده، ابوالفضل کاشی، غلامحسین شیرافکن صفحات 51-65

    پرکلرات سدیم به روش الکتروشیمیایی از کلرات سدیم تهیه می شود. در این فرآیند از فلز نیوبیوم با پوشش پلاتین به دلیل طول عمر و پتانسیل بالای تصاعد اکسیژن به عنوان آند استفاده می شود. در این سل ترکیباتی همچون کلرات سدیم، کلرید سدیم و دی کرومات سدیم حضور دارند. در این تحقیق، اثر تغییر غلظت دی کرومات سدیم بر روی رفتار خوردگی آند پلاتین مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور برای تهیه آند، ابتدا پوشش پلاتین از طریق فرآیند ترسیب الکتروشیمیایی روی زیرلایه نیوبیوم رسوب داده شد. سپس غلظت ترکیب دی کرومات سدیم در سل تولید پرکلرات سدیم برای انجام آزمون تعیین عمر تشدید شده با دانسیته جریان 9/5 آمپر بر سانتیمتر مربع با مقادیر صفر، 1 و 3 گرم در لیتر تغییر داده شده و این آزمون در فواصل زمانی 3، 10، 40 و 70 ساعت انجام شد. پس از هر مرحله از آزمون پایداری به منظور بررسی رفتار الکتروشیمیایی پوشش پلاتین، بر روی آن آزمون ولتامتری چرخه ای و آزمون امپدانس الکتروشیمیایی صورت گرفت. سطح نمونه ها در نهایت با میکروسکوپ الکترون روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که مکانیزم اصلی در غیر فعال شدن آند پلاتین، تشکیل و رشد لایه پسیو و عایق Nb2O5 در فصل مشترک زیرلایه و پوشش است. همچنین علی رغم اینکه دی کرومات سدیم یک ممانعت کننده کاتدی است، بر روی آند نیز به شدت تاثیرگذار است. سرانجام مشخص شد که با حضور 3 گرم در لیتر دی کرومات سدیم در سل آزمون پایداری، پوشش پلاتین رفتار خوردگی بهتری از خود نشان داده است.

    کلیدواژگان: پلاتین، پرکلرات سدیم، دی کرومات سدیم، خوردگی، ولتامتری پرخه ای، امپدانس
  • علی بحرانی، رضا نادری محمودی*، محمد مهدویان احدی صفحات 67-76

    در این مقاله ایفای نقش تالک بعنوان یک حامل بازدارنده خوردگی و توانایی آن در جذب و انتشار این مواد مورد بررسی قرار گرفته-است. در این راستا، کارایی مواد بازدارنده منتشرشده بوسیله آنالیزهای الکتروشیمیایی نظیر طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و همچنین آنالیزهای سطحی نظیر میکروسکوپ روبشی و پراش انرژی پرتو ایکس بررسی شده اند. نتایج این بررسی ها نشان داد که تالک علاوه بر جذب بازدارنده آلی بنزوتیازول، توانایی انتشار آن در محلول خورنده کلرید سدیم را دارا بوده و این امر موجب تشکیل فیلم متراکم روی سطح و متعاقبا افزایش مقاومت به خوردگی می گردد.

    کلیدواژگان: فولاد نرم، تالک، بازدارنده خوردگی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، آنالیز سطح
  • حمیدرضا باقری، محمود علی اف خضرایی*، هومن فخرنبوی، مرتضی قیطانی، حمیدرضا مسیحا، علیرضا صبور روح اقدم صفحات 77-90

    در تحقیق حاضر اثر عملیات ساچمه زنی شدید برروی فرآیند پوشش دهی اکسیداسیون ریز جرقه آلیاژ B31MgAZ بررسی شده است. از سوسپانسیون نانوذرات تیتانیا استفاده شده تا اثر فرایند برروی جذب این نانوذرات و خواص پوشش ارزیابی شود. استفاده از سایش ساچمه زنی شدید با افزایش انرژی سطح و واکنش پذیری زیرلایه، انرژی جرقه زنی را کاهش و تعداد جرقه ها را افزایش می دهد. بطور کلی جذب نانوذرات در نمونه ها ابتدا کم بوده و با گذشت زمان افزایش می یابد این موضوع باعث می شود رشد و سطح حفرات کاهش پیدا کرده که بروی زاویه تر شوندگی و زبری موثر است از سوی دیگر باعث می شود واکنش مذاب با الکترولیت کاهش پیدا کرده و عناصر کمتری از آن به اکسید وارد می شوند. کلیه نمونه ها از لحاظ تر شوندگی آبدوست بوده و زاویه تر شوندگی در محدوده ای کوچک تحت تاثیر حفرات، جذب نانوذرات و زبری سطح تغییر می کند. مقاومت خوردگی لایه اکسیدی اصولا تحت تاثیر سایز و دانسیته حفرات و همچنین ضخامت لایه اکسیدی می باشد. با توجه به اینکه پیش فرایند ساچمه زنی می تواند باعث کاهش سطح حفرات شود و مقاومت خوردگی را بهبود دهد استفاده از نانوذرات اگرچه قطر حفرات را کاهش می دهد اما بدلیل کاهش ضخامت و نرخ رشد مقاومت به خوردگی را کاهش می دهد. بنابراین بهترین نتیجه از لحاظ مقاومت به خوردگی در نمونه ساچمه زنی شده و پوشش دهی شده در الکترولیت فاقد نانوذرات بدست آمده است.

    کلیدواژگان: اکسیداسیون ریز جرقه، ساچمه زنی شدید، نانوبلوری، نانوذرات، خواص پوشش و ارزیابی الکتروشیمیایی
|
  • H. Beirami*, M. Ehteshamzadeh Pages 7-14

    Corrosion of reinforced concrete structures is one of the major factors in creating intensive damages in concrete structures installed in south region of Iran. This phenomenon has been in the focus of many studies recently. Since during corrosion assessment stage there is a difference between results of accelerated and field tests, it is necessary to conduct field evaluation survey in this regard. In the current article corrosion behaviour of reinforced concrete cylinders, containing micro silica, corrosion inhibitors and without any additive were studied using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The samples were exposed to corrosive environment in Northern margin of Persian Gulf in a corrosion research center for 8 years. Analysis of observed spectra in terms of modified Randles circuit appeared to be a reasonable approximation. In addition micro silica added samples have 1.8 and 13.4 times better charge transfer resistance comparing to the corrosion inhibitor added and without any additive samples, respectively.

    Keywords: Field Evaluation, Concrete Corrosion, Impedance, Corrosion Inhibitor, Micro Silica
  • M. G. Hosseini*, M. M. Hosseini Pages 15-26

    Ternary coatings of RuO2-TiO2-IrO2 and RuO2-TiO2-Ta2O5 were synthesized in two steps; first by sol-gel procedure and then thermal decomposition at 450oC on Ti substrate. Electrocatalytic activity of the coatings toward oxygen evolution reaction was investigated by electrochemical methodes including cyclic voltammertry, electrochemical impedance spectroscopy in a 1mol.L-1 Na2SO4 solution in order to evaluation of their application as anode in cathodic protection systems. Electrochemically determined active surface area values revealed 1.97cm2 active surface for the coating containing IrO2 and 0.71cm2 for the coating containing Ta2O5. In the case of the coating containing Ta2O5, addition of Ta2O5 has led to decreasing the active sites of RuO2 as the main electrocatalyst for oxygen evolution. Morphological analysis of the coatings was conducted by providing the scanning electron microscope images and energy dispersive x-ray spectrums of coatings. The images clearly confirmed that IrO2 aggregates at the cracks and spaces between the island like structures of ternary coating of RuO2-TiO2-IrO2 and creates extra active sites. Enhancement of uniformity as a result of occupation of cracks improves the stability of the coating containing IrO2.

    Keywords: Cathodic protection, Anode, Sol, gel, Oxide coatings, Stability test
  • N. Ghavidel, S. R. Allahkaram *, R. Naderi Mahmoodi Pages 27-38

    Electroless deposition of Ni-P coating on AZ31 magnesium alloy was carried out after forming conversion coating on the samples by immersing in saturated NaHCO3 solution. Effect of changing immersion time in NaHCO3 solution on surface morphology, chemical composition and phase structure of coatings were studied by SEM/EDS and XRD analyses. Hardness and corrosion resistance of the coatings were studied by microhardness test and polarization test in 3.5 wt.% NaCl solution. The results indicated significant effect of pre-treatment process on morphology and therefore corrosion resistance of Ni-P coated samples. By increasing conversion film formation time to optimum time, smooth and compact Ni-P morphology was obtained. Corrosion potential was nobler for Ni-P coatings in comparison with Magnesium alloy substrates and electroless Ni-P coating improved corrosion resistance of the substrate. In addition the microhardness of the Ni-P alloy coatings was examined and Ni-P coatings enhanced hardness, significantly. Increasing the conversion film formation time to a certain amount resulted in a better morphology of the Ni-P films with less porosity and thus better corrosion resistance. Any increase in conversion film formation time more than the optimum amount led to a lower corrosion resistance.

    Keywords: Ni, P, Conversion Coating, Electroless, Magnesium Alloys coating, Corrosion
  • M.R. Khanzadeh Gharahshiran*, H. Nazemi, S. Salary Pages 39-49

    In this research, corrosion behavior of explosively bonded 304 stainless steel-Ck45 carbon steel plates was investigated. Explosive welding carried out in constant explosive ratio with 4 and 5 mm standoff distances. The results showed that by standoff distance increasing, the shape of interface transited to the wavy vortex type, and locally melted zones formed. Due to shock hardening, the hardness increased in near of the interfaces, and maximum hardness was related to the sample with 5 mm standoff distance. Polarization and impedance tests results showed that maximum corrosion rate was related to the sample with maximum standoff distance. Due to the formation of locally melted zones and increasing in impact kinetic energy in the sample with maximum standoff distance, corrosion rate was increased.

    Keywords: Explosive welding, standoff distance, locally melted zone, Impact Kinetic Energy
  • M. Ghasemi*, K. Jafarzadeh, A. Kashi, G.H. Shirafkan Pages 51-65

    Sodium perchlorate is produced electrochemically using Pt/Nb anode due to their high service life and high oxygen evolution overpotential. Sodium chlorate, sodium chloride and sodium dichromate are the main components of the electrochemical cell for perchlorate production. In this research the effect of sodium dichromate concentration has been investigated on corrosion behavior of Pt/Nb anode. Platinum was electroplated on niobium substrate. The obtained samples were then exposed to accelerated life test in perchlorate production cell with 0, 1 and 3 gr/lit sodium dichromate for 3, 10, 40 and 70 hour at constant current density of 5.9 A/cm2. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy tests was done on the samples at each time extension. The samples finally were characterized using SEM. The result showed that passivation of niobium substrate which tends Nb2O5 to form on it, is the main mechanism by which the sample is deactivated. In addition presence of sodium dichromate has a significant effect on corrosion of the anode, although it is known as a cathodic inhibitor. Finally it was observed that 3 gr/lit is the optimum concentration for sodium dichromate in which the anode has the highest corrosion resistance in sodium perchlorate production cell.

    Keywords: Platinum, Sodium Perchlorate, Sodium Dichromate, Corrosion, Cyclic Voltammetry, Electrochemical Impedance Spectroscopy
  • A. Bahrani, R. Naderi*, M. Mahdavain Pages 67-76

    This paper evaluates the function of talc as a reservoir and its ability to absorb and release corrosion inhibitors. In this sense, the performance of released corrosion inhibitors is studied by using electrochemical analysis such as electrochemical impedance spectroscopy as well as surface analysis such as scanning electron microscopy and Energy-dispersive X-ray spectroscopy. Results indicated that talc can adsorb benzothiazole )BTH( as an organic inhibitor and release it in a sodium chloride solution. The trend and magnitude of some parameters including low frequency impedance modulus, polarization resistance and current density revealed the effective role of inhibitor-doped talc in controlling the corrosion of mild steel in sodium chloride solution. The scanning electron microscopy results showed that in the presence of benzothiazole, formation of a compact film on the substrate surface, increasing the corrosion resistance.

    Keywords: Mild steel, Talc, Corrosion inhibitor, electrochemical impedance spectroscopy, Surface analysis
  • H.R. Bagheri, M. Aliofkhazraei *, H. Fakhr Nabavi, M. Gheytani, H.R. Masiha, A.R. Sabour Rouhaghdam Pages 77-90

    In current study effect of severe shot peening pretreatment on plasma electrolytic oxidation coating of MgAZ31B is investigated. It was revealed that shot peening increases surface energy and discharge sites enhances finally energy of discharges reduces. In short term, absorption of nanoparticles is improved by more than 20% while it reduces to 50% of non-pretreated sample. Changes in surface roughness and porosity volume lead to reduction of wetting angle from 48 to 29 degrees for non-pre-treated and pre-treated sample, respectively. Although shot peening reduces porosity level, application of titania nanoparticles reduces thickness of coating and therefore their simultaneous application reduces corrosion resistance. Most passive corrosion potential, -1.45V, is ascribed to pretreated sample that were coated in nanoparticle-free electrolyte.

    Keywords: Plasma electrolytic oxidation, severe shot peening, surface nano, crystallization, nano, composite, AZ31B