مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال هفتم شماره 3 (پیاپی 25، پاییز 1396)

در این پژوهش، فرایند اعمال پوشش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) بر روی آلیاژ منیزیم AZ31 در الکترولیت های قلیایی بر پایه سدیم سیلیکات (SE)، سدیم پلی فسفات (PE) و سدیم آلومینات (AE) انجام شد. مورفولوژی، ترکیب شیمیایی و ساختار فازی پوشش ها به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنج توزیع انرژی پرتوی ایکس (EDS) و دستگاه پراش سنج اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. رفتار خوردگی پوشش ها از طریق آزمون های پلاریزاسیون و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 درصد وزنی سدیم کلرید اندازه گیری شد. بررسی میکروسکوپی از سطح مقطع پوشش ها نشان داد که ضخامت پوشش تشکیل شده در الکترولیت فسفاته تقریبا دو برابر پوشش های تشکیل شده در دو الکترولیت دیگر است درحالی که درصد تخلخل نسبی آن بیش از دو الکترولیت دیگر است. بررسی فازی پوشش ها بیانگر این بود که فاز MgO، فاز غالب پوشش های PE و AE است درحالی که فاز غالب پوشش SE، فاز پایدار Mg2SiO4 است. بررسی های الکتروشیمیایی مشخص کرد که مقاومت به خوردگی پوشش تولیدشده در الکترولیت سیلیکات به صورت قابل توجهی بیش از پوشش های دیگر است که می توان آن را به وجود فاز متراکم و پایدار Mg2SiO4 و درصد تخلخل کم آن نسبت داد.

خوردگی آرماتورهای فولادی قرارگرفته در بتن، از مهم ترین عوامل کاهش دوام سازه های بتنی می باشد که معمولا ناشی از نفوذ یون کلر موجود در نمک آب دریا است. علاوه بر این شرایط محیطی، رطوبت، جذر و مد، حمله سولفات ها و... باعث تخریب سازه های بتنی واقع در دریا می گردند. نفوذ یونهای کلر دوره تخریب را کوتاهتر و زمان وقوع آسیب به بتن با استحکام فشاری بالا و نفوذ پذیری پایین را بیشتر خواهد کرد. آزمون تحت ولتاژ یک آزمون تسریع شده ی خوردگی میباشد که اطلاعاتی راجع به نفوذپذیری و ویژگی های بتن ارائه میدهد. همچنین طی تحقیق دیگری که بر روی خوردگی آرماتور در بتن به وسیله آزمون ولتاژ ثابت انجام شد، مشخص شد که با افزایش مقدار خاکستر بادی در نمونه ها، بعد از 28 روز استحکام فشاری بتن و جریان خوردگی آن کاهش می یابد. لذا هدف این پژوهش بررسی خوردگی بتن پوزولان در محیط آب دریا و بررسی آن در شرایط تسریع شده می باشد. در این پژوهش رفتار خوردگی آرماتور فولادی در بتن به دو روش متفاوت حفاظت مورد بررسی قرار گرفت. در روش نخست، افزودنی های پوزولانی در درصدهای بهینه از جمله خاکستر بادی 25٪ وزنی سیمان، میکروسیلیس 10٪ وزنی سیمان و سرباره کوره بلند 25٪ وزنی سیمان به طرح اختلاط بتن اضافه گردیدند و در روش دوم حفاظت، ممانعت کننده فروگارد 901 به میزان 5/0% وزنی سیمان به طرح اختلاط بتن پایه اضافه شد و اثر این ممانعت کننده بر رفتار خوردگی فولاد در بتن در شرایط شبیه سازی شده دریایی (% NaCl 5/3) و تسریع شده ی خوردگی تعیین گردید. جهت انجام آزمون تسریع شده خوردگی در شرایط ذکرشده، نمونه های بتنی تحت ولتاژ 24 ولت قرار گرفتند. نتایج آزمون نشان می دهد که از بین بتن های ساخته شده، بتن پوزولانی حاوی 10% وزنی سیمان میکروسیلیس و نمونه ی حاوی ممانعت کننده فروگارد دارای بیشترین مقاومت می باشند و پس از 24 روز شکسته و تخریب شدند و نمونه ی شاهد کمترین مقاومت را داشته و پس از 18 روز تخریب گردید.

در این تحقیق رفتار خوردگی کربن استیل A106 در محلول دارای غلظت های مختلف اتیلن گلایکول و بوراکس در حضور ppm900 سدیم سیلیکات و ppm 100 سدیم کلراید در دمای 25 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از روش های پلاریزاسیون دینامیکی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) استفاده شد که نتایج به دست آمده از هر دو روش نشان دهنده ی انطباق خوب در پیش بینی رفتار خوردگی بودند. افزایش غلظت اتیلن گلایکول تا 50 درصد حجمی و بوراکس تا ppm 450 سبب پایداری بیشتر فیلم رویین، کاهش جریان خوردگی و افزایش مقاومت پلاریزاسیون شد. اگرچه افزایش بیشتر بوراکس سبب تاثیر منفی بر خوردگی کربن استیل شد.

در پژوهش حاضر پوشش های چند لایه ی نانوکریستال Zn/Ni با استفاده از روش « تک حمام و تغییر چگالی جریان» ایجاد گردید. اثر چگالی جریان های پوشش دهی (1i و 2i) و همچنین تعداد لایه ها بر روی ترکیب شیمیایی، مورفولوژی و زبری، سختی، ساختار فازی و مقاومت به خوردگی پوشش های چند لایه مورد بررسی قرار گرفته و با پوشش های تک لایه مقایسه شد. مدل سازی فرآیند پوشش دهی و بهینه سازی تاثیر پارامترهای مذکور بر روی مقاومت به خوردگی چند لایه ها از طریق «روش سطح پاسخ» (Response Surface Methodology) انجام گردید. مدل ارائه شده نشان می دهد اثر «ازدیاد اختلاف بین دو چگالی جریان پوشش دهی» بر روی «بهبود مقاومت به خوردگی چندلایه های با تعداد لایه های بیشتر»، شدیدتر و موثرتر است. بر اساس آنالیزها، جهت بیشینه ساختن مقاومت به خوردگی، تعداد لایه ها باید حدود 200 (در ضخامت کلμm 20) و نسبت 2i/1i باید بیش از 4 باشد. همچنین با گذشتن نسبت دو جریان مذکور از این حد مشخص، این تاثیر از میان می رود. در چنین حالتی چگالی جریان خوردگی به کمتر از 2 μA/cm5/ 0 می رسد. درصد نیکل موجود در چند لایه ی با بیشترین مقاومت به خوردگی از درصد نیکل در نمونه های تک لایه کمتر بود. افزایش تعداد لایه ها باعث ریز شدن مورفولوژی و همچنین افزایش سختی تا حدود 5/1 برابر و نیز کاهش زبری تا کمتر از نصف نمونه های تک لایه گردید. آنالیز های فازی ثابت کرد که لایه ها ساختارهایی مشابه یکدیگر (11Zn2Ni) داشتند و آنچه که سطح جدایش لایه ها را تشکیل می داد تفاوت در ترکیب شیمیایی و تفاوت در اندازه کریستالیت ها بود.

در این پژوهش، اثر نوع جریان بر روی سختی، مقاومت به خوردگی و مورفولوژی پوشش آندایزینگ آلومینیوم بررسی می شود. برای این منظور و بررسی اثر نوع جریان، 4 نوع جریان مستقیم، پالس تکی، جریان مستقیم پالس مثبت و پالس معکوس استفاده شد. برای بررسی خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی این پوشش ها، به ترتیب از آزمون میکروسختی سنجی و آزمون پلاریزاسیون استفاده شد. هم چنین، به منظور بررسی مورفولوژی پوشش آندایزینگ آلومینیوم، میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج سختی سنجی نشان داد که، سختی پوشش های ایجاد شده با استفاده جریان پالسی بیشتر از جریان های مستقیم می باشد. هم-چنین، استفاده از جریان های پالسی به خصوص جریان پالس مثبت می تواند خواص خوردگی پوشش آندایزینگ را بهبود بخشد. بررسی مورفولوژی پوشش آندایزینگ نشان داد که استفاده از جریان پالسی می تواند قطر حفرات آندایزینگ را کاهش دهد که این موضوع می تواند به دلیل کاهش گرمای ایجاد شده در سطح نمونه ها باشد.

در این پژوهش خواص خوردگی اتصال غیر هم جنس فولاد زنگ نزن مارتنزیتی AISI 420 و فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304 در دو حالت جوشکاری شده با پیش گرم و بدون پیش گرم با فلزهای پرکننده ی آستنیتی و مارتنزیتی مورد مطالعه و بررسی قرارگرفت. پس از انجام جوشکاری به روش TIG، آزمایش های خوردگی پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و سیکلی بر روی نمونه ها انجام شد. همچنین ریز ساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی نتایج بدست آمده از آزمون های خوردگی و ریز ساختاری، فلز پرکننده ی مناسب و همچنین انجام یا عدم انجام پیش گرمایش تعیین شد. در پایان مشخص شد که انجام عملیات پیش گرم به همراه استفاده از فلز پرکننده ی آستنیتی، یک شرایط مناسب برای رسیدن به مقاومت به خوردگی بالا در اتصال غیر هم جنس فولاد های زنگ نزن AISI 420 و AISI 304 به یکدیگر می باشد.

تاثیر ضخامت پوشش، پتانسیل اعمال شده، زمان غوطه وری در محلول کلریدسدیم، غلظت، دما و pH محلول کلریدسدیم بر رفتار جدایش کاتدی پوشش های اپوکسی پلی آمین بدون حلال حاوی پرک شیشه و پلی یورتان آروماتیک 100% جامد مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل نتایج تاثیر ضخامت و زمان غوطه وری بر رفتار جدایش کاتدی پوشش ها نشان داد که سازوکار نفوذ آب، اکسیژن و کاتیون سدیم در پوشش پلی یورتان و اپوکسی پلی آمین به ترتیب از راه پوشش و حفره است. هم چنین یک رابطه خطی معکوس میان پتانسیل اعمال شده و شعاع جدایش کاتدی هر دو پوشش مشاهده گردید. درحالی که افزایش غلظت محلول کلرید سدیم در بازه 3.5 تا 5% موجب ازیاد سطح جدایش هر دو پوشش شد، افزایش غلظت از 7 به 9%، کاهش سطح جدایش را درپی داشت. افزایش دما و pH محلول کلرید سدیم نیز منجر به افزایش نرخ جدایش کاتدی هر دو پوشش گردید.