فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال دهم شماره 1 (پیاپی 35، بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/23
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی یگانه، محمدرضا توکلی شوشتری*، سید حسین حسینی مرتضوی، محسن صارمی صفحات 7-18

    در این پژوهش، پوشش‌های پلی پیرول اصلاح شده با آمونیوم بی فلورید دوپ شده در پلی‌اتیلن گلایکل (پلی‌پیرول دوپ شده) بر روی آلیاژ منیزیم AZ31 با استفاده از ولتامتری چرخه‌ای، پوشش داده شد. نتایج تشدید مغناطیسی هسته‌ای نشان دادند که دوپینگ فلورید در مولکول گلایکل رخ داده است. عملکرد خوردگی پوشش‌ها به وسیله طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون پتانیسودینامیک در محلول 05/0 مولار سدیم کلرید مورد ارزیابی قرار گرفت. چگالی جریان خوردگی پوشش پلی‌پیرول اصلاح شده (پلی‌پیرول دوپ شده) حدود µA.cm-2 5 بود که 5 برابر کمتر از پوشش حاوی پلی‌اتیلن گلایکل و فلوراید مجزا بود. مشاهدات انجام شده مشخص نموند که پوشش‌های پلی پیرول اصلاح شده شده دارای بیشترین مقاومت در برابر خوردگی ناشی از هم‌افزایی فلوراید و پلی‌اتیلن گلایکل هستند. مقاومت انتقال بار (Rdl) پوشش پلی‌پیرول حاوی فلوراید و پلی‌اتیلن گلایکل و پوشش پلی پیرول حاوی پلی‌اتیلن گلایکل دوپ شده با آمونیوم بی فلوراید به ترتیب برابر با 5950 و.cm2Ω 10050 به دست آمد که به ترتیب حدود 5/2 و 5/4 برابر بیشتر از مقاومت انتقال بار پوشش پلی‌پیرول با مقاومت انتقال بار.cm2Ω 2250 بود.

    کلیدواژگان: پوشش پی منیزیم آلیاژ رول، AZ31، طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلی اتیلن گالیکل، آمونیوم بی فلوراید
  • میلاد جوهری، سعید رضا الله کرم*، فرشاد تیموری، ایمان اعظمیان صفحات 19-32

    خوردگی آرماتور‌های فولادی، یکی از مهم‌ترین عوامل تخریب سازه‌های بتنی است. تاکنون روش‌های حفاظتی متعددی برای کاهش نرخ خوردگی آرماتور‌های فولادی سازه‌های بتنی استفاده شده است که در این میان بازدارنده‌های خوردگی به دلیل صرفه اقتصادی، اعمال آسان و بازدهی بالا، نسبت به سایر روش‌ها، با اقبال بیشتری مواجه بوده‌اند. در این پژوهش اثر استفاده هم‌زمان بازدارنده‌های سدیم نیتریت و سدیم-پتاسیم تارتریت بررسی شده است. برای این منظور از آزمون‌های پتانسیل مدار باز، طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و قطبش چرخه‌ای در محیط محلول شبیه‌ساز حفرات بتن، استفاده شده است. هدف از انجام این پژوهش، کاهش حداکثری مصرف سدیم نیتریت به دلیل مشکلات زیست محیط گزارش شده برای آن و همچنین اثرات مخرب آن بر روی خواص مکانیکی بتن می‌باشد. نتایج آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که ترکیب این دو بازدارنده در غلظت‌ 2/0 مولار تارتریت و 1/0 مولار نیتریت، می‌تواند مقاومت خوردگی را تا میزان 91٪ بهبود ببخشد. این میزان بالاتر از بهترین عملکرد هریک از آن‌ها است و نهایتا پارامتر هم‌افزایی 2/2 برای این ترکیب محاسبه شد. با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و پارامترهای حاصل از برازش داده‌های طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به نظر می‌رسد که استفاده هم‌زمان این دو بازدارنده باعث تشکیل یک لایه مسطح، یکنواخت و مقاوم در برابر یون کلرید می‌شود. همچنین طبق نتایج آزمون قطبش چرخه‌ای، استفاده هم زمان از این دو بازدارنده سبب افزایش پتانسیل حفره‌دار شدن به mv 691 می‌شود و به طور کلی مقاومت نمونه‌های فولادی را در برابر خوردگی حفره‌ای افزایش می‌دهد.

    کلیدواژگان: بازدارنده خوردگی، سدیم نیتریت، سدیم-پتاسیم تارتریت، فولاد ساده کربنی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، اثر هم افزایی
  • مهیا محمدطاهری، آرش یزدانی، منصور بزرگ* صفحات 33-46

    در مقاله پیش‌رو، روش تف جوشی پلاسمای جرقه‌ای برای تولید کامپوزیت سه تایی Ti-Al2O3-HA استفاده شد. بدین منظور پودرها تحت فشار MPa 40 در دماهای 1200 و 1300 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 دقیقه سینترشدند. مشخصات میکروساختاری با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. به ‌منظور بررسی خواص نمونه‌ها آزمون‌های سنجش دانسیته، سختی، امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش دمای تف جوشی ازºC 1200 به ºC 1300 در ساخت کامپوزیت‌ Ti-Al2O3-HA، با توجه به بهبود سینترینگ، دانسیته نمونه‌ها افزایش و تخلخل ظاهری کاهش می‌یابد. از طرفی با افزایش دما، سختی نمونه‌ها از HV 528 به HV 612 افزایش یافت. نتایج آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد با افزایش دمای سینترینگ مقاومت پلاریزاسیونی نمونه از Ωcm2 222 به Ωcm2 996 بهبود یافته است. علاوه بر این دانسیته جریان خوردگی بر اساس آزمون پلاریزاسیون الکتروشیمیایی از μA/cm2 35/16 به μA/cm2 47/1 تقلیل پیدا کرد. بهبود مقاومت به خوردگی به کاهش تخلخل و تشکیل فیلم پسیو مقاوم‌تر روی سطح نمونه با افزایش دمای سینترینگ نسبت داده شد.

    کلیدواژگان: تف جوشی پلاسمای جرقه ای، کامپوزیت تیتانیوم آلومینا هیدروکسی آپاتیت، امپداس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون الکتروشیمیایی
  • سینا یزدانی، مرتضی ابراهیمی، علی اصغر سرابی، حسین عیوض محمدلو، امین عیوض محمدلو صفحات 47-61

    معمولا در همه کاربردهایی که پوشش آلی بر روی سطح فلز اعمال می‌شود، سطح نیازمند آماده‌سازی‌های فیزیکی و شیمیایی به منظور افزایش چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی سیستم است. کنترل زبری و شیمی سطح فلز اصلاح شده به‌وسیله پوشش تبدیلی از عوامل موثر در چسبندگی به پوشش‌های آلی می‌باشند. در این پروژه رفتار مقاومت به خوردگی و چسبندگی پوشش‌های اپوکسی در حضور و عدم حضور رنگدانه ضد خوردگی پرک شیشه بر روی سطح آماده سازی شده از طریق اعمال پوشش تبدیلی زیرکونیوم و سطح سندبلاست شده مورد بررسی قرار داده می شود. نقاط بهینه پوشش تبدیلی، زمان غوطه وری 90 ثانیه، pH=4 و غلظت 01/0 مولار از هگزافلوروزیرکونیک اسید است که بهترین شرایط مقاومت به خوردگی را دارد. در گام بعد تاثیر نوع آماده سازی سطح شامل پوشش تبدیلی بر پایه زیرکونیوم بر رفتار مقاومت به خوردگی پوشش و ریخت شناسی سطح با استفاده از آزمون‌های الکتروشیمیایی و تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار گرفت که مشخص شد نمونه‌های آماده سازی شده با پوشش تبدیلی با تغییر در ناهمواری‌های سطح در مقیاس نانومتری و تغییر شیمی سطح، میزان مقاومت به خوردگی و چسبندگی بالاتری را از خود نشان می دهد. در گام آخر پوشش اپوکسی/پرک شیشه با 10 درصد از پرک شیشه بر روی سطح آماده سازی شده از طریق پوشش تبدیلی اعمال شد و مشخص گردید که اضافه کردن رنگدانه ضد خوردگی پرک شیشه باعث افزایش میزان مقاومت به خوردگی پوشش حاصل میگردد که نتایج آزمون مه نمکی تصدیقی بر این امر می‌باشد.

    کلیدواژگان: خوردگی، پوشش تبدیلی، اپوکسی، پرک شیشه، استیل 37
  • مریم رحمتی *، کیوان رئیسی، محمدرضا طرقی نژاد، امین حکیمی زاد صفحات 63-79

    فرایند اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) روشی نوین و امید بخش برای پوشش‌دهی آلیاژهای سبک از جمله منیزیم است. در این فرایند، متغیرهای زیادی بر کیفیت و خواص پوشش تاثیرگذارند که در این پژوهش به اثر فرکانس بر خواص پوشش‌های PEO حاصل بر زیرلایه آلیاژ منیزیم AZ31 پرداخته شده است. فرایند پوشش‌دهی در رژیم جرقه‌زنی نرم در یک الکترولیت پایه سیلیکاتی در فرکانس‌های 1، 2 و 3 کیلوهرتز انجام شد. پوشش‌ها دارای مورفولوژی شبکه‌ای (داربستی) از میکرو تخلخل‌ها، میکرو ترک‌ها و گرانول‌هایی از ترکیبات اکسیدی بودند که با افزایش فرکانس تغییر قابل‌توجهی در مورفولوژی آن به‌وجود نیامد. همچنین پوشش‌ها دارای ترکیبات فازی اکسید منیزیم، منیزیم فلورید، فورستریت، اکسید سیلیسیوم (آمورف) و آناتاز(کریستالی و آمورف) بودند که نشانگر مشارکت عناصر زیرلایه و الکترولیت در فرایند پوشش‌دهی است. بر اساس تصاویر سطح مقطع، ضخامت پوشش با افزایش فرکانس دستخوش تغییر نشده بود، لیکن تخلخل‌ها در سطح مقطع پوشش افزایش یافته‌اند. همچنین با افزایش فرکانس حفرات ریزی در لایه داخلی متراکم پوشش ظاهر شد. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش‌ها، آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول سدیم کلرید 5/3 درصد وزنی به مدت 7 روز انجام شد. نتایج این آزمون نشان داد که با افزایش فرکانس و افزایش تخلخل‌ها، سطح بیشتری از پوشش در تماس با محلول قرار می‌گیرد و همچنین وجود تخلخل در لایه متراکم پوشش امکان دسترسی محلول به زیرلایه را فراهم می‌کند که این امر سبب کاهش عملکرد سدی پوشش می‌شود.

    کلیدواژگان: مریم رحمتی، کیوان رئیسی، محمدرضا طرقی نژاد، امین حکیمی زاد
  • شادی منتظری، زهرا رنجبر*، سعید رستگار صفحات 81-97

    در این پژوهش سعی شده که ارتباط بین چسبندگی پوشش به زیرآیند (در دوره‌های خشک و تر) با تغییرات رفتار حفاظتی آن بررسی گردد. برای تحلیل این رفتار از خواص ویسکوالاستیک پوشش‌ها استفاده شده است. برای این منظور از یک نوع پوشش اپوکسی (Araldite GY 783) که با مخلوطی از دو نوع سخت کننده ی متفاوت (سیکلوآلیفاتیک پلی آمین و پلی اتر پلی آمین) بعنوان عامل پخت در 4 درصد اختلاط متفاوت (80-20 و 50-50 و 30-70 و 10-90) استفاده شده است. پوشش‌ها بر سطح زیرآیند فولاد نرم اعمال شده و در دستگاه کابین رطوبت به مدت 300 روز در معرض رطوبت و دمای 40 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. در فواصل زمانی مشخص آزمون چسبندگی (درحالت تر و پس از خشک شدن) انجام شد. خواص ویسکوالاستیک پوشش ها، تراوایی نسبت به بخار آب، چسبندگی در حالت تر و بازیابی چسبندگی نمونه‌ها با نتایج حاصل از آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مقایسه گردید و تاثیر عوامل مختلف بر رفتار حفاظتی پوشش بررسی شد. نتایج نشان داد که نمونه ی 80-20 که رفتار حفاظتی مناسبی در ابتدای دوره دارد (|Z| =1010 Ω cm2) و مدول الاستیک بالاتر (MPa 1275) و تراوایی کم تری نسبت به سایر نمونه‌ها (gr/m2hr 308/0) دارد بر خلاف انتظار، رفتار حفاظتی خود را طی زمان از دست می دهد در حالی که نمونه ی 10-90 با مدول الاستیک پایین تر (MPa 465) و تراوایی بالاتر (gr/m2hr 59/2) که در ابتدا رفتار حفاظتی متوسطی (|Z| =107 Ω cm2) دارد در در طول زمان رطوبت دهی، رفتار حفاظتی خود را حفظ می کند. داده‌های مربوط به تعیین مدار معادل نمونه‌ها نشان داد که مقاومت انتقال بار در مدت رطوبت دهی، در نمونه ی 80-20، 4 مرتبه ی 10تایی کمتر شد ولی این مقاومت در نمونه ی 10-90 و در همان زمان فقط 1 مرتبه ی 10 تایی کاهش یافت. علاوه بر آن افزایش ظرفیت خازنی لایه ی دوگانه در نمونه-ی 10-90، 10 برابر شد در حالیکه این افزایش در مورد نمونه ی 80-20، 103 برابر بود. این نتایج نشان داد که افت خواص حفاظتی در نمونه‌های مورد آزمون در زمان رطوبت دهی از تراوایی پوشش‌ها تابعیت نمی کند و تنها در زمان اولیه تابع تراوایی می باشد. اما نتایج حاصل از آزمون چسبندگی افت شدید چسبندگی برای نمونه ی 80-20 و دوام چسبندگی برای نمونه ی 10-90 را نشان داد که بیانگر ارتباط مستقیم رفتار حفاظتی پوشش با دوام چسبندگی آن می باشد.

    کلیدواژگان: پوشش محافظ خوردگی، EIS، دوام چسبندگی، پوشش اپوکسی، مدار معادل
  • اسمعیل اکبری نژاد صفحات 99-115

    در این پژوهش با استفاده از داده‌های اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی و بر اساس تیوری متوسط موثر مدلی جدید برای تخمین جذب آب پوشش‌ها توسعه داده شد. برای این منظور فرض شده، جزء حجمی الکترولیت (آب) در مقطع عرضی فیلم پوششی به صورت یک تابع توانی تغییر می‌کند و پروفایل مقاومت ویژه و تراوایی پوشش غوطه‌ور شده در محلول الکترولیت را می توان طبق یک فرمول بر مبنای تیوری متوسط موثر حاصل از ترکیب موازی دو محیط شامل الکترولیت و ماده‌ی پوششی محاسبه کرد و با انتگرال گیری از این جزء حجمی الکترولیت در طول ضخامت فیلم پوششی مقدار کل جذب آب قابل محاسبه است. در ادامه برای اعتبار سنجی نتایج حاصل از مدل توسعه داده شده، نتایج حاصل از مدل ارایه شده با نتایج محاسبه شده بر مبنای تیوری براشر-کینگزبری و وزن سنجی در مورد یک نمونه پوشش اپوکسی تجاری که به مدت 120 روز در محلول 3.5 درصد کلرید سدیم غوطه‌ور شده بود مقایسه گردید. نتایج حاصل نشان داد که مقادیر جذب آب تخمین زده شده با نتایج تعیین شده طبق تیوری براشر-کینگزبری و وزن‌سنجی همخوانی نسبتا خوبی دارد. ضمن اینکه با این روش امکان تخمین پروفایل جذب آب پوشش، تغییرات مقاومت ویژه و تراوایی پوشش در طول زمان غوطه‌وری نیز میسر گردید.

    کلیدواژگان: اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی، جذب آب، مدل، پوشش اپوکسی
|
  • M. Yeganeh, M. R. Tavakoli Shoushtari*, S. H. H. Mortazavi, M. Saremi Pages 7-18

    Polypyrrole modified coatings were coated by ammonium bifluoride doped in the polyethylene glycol (Doped Ppy) on AZ31 alloy using cyclic voltammetry. The result of nuclear magnetic resonance showed that fluoride doping occurred in the glycol molecule. Corrosion performance of the coatings was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization in 0.05 M NaCl solution. Corrosion current density of polypyrrole modified coatings (Doped Ppy) was calculated about 5 µA.cm-2 , which was 5 times lower than the coating with discrete PEG and fluoride ions. It was observed that the modified polypyrrole coatings shows the highest corrosion resistance due to the synergism effect of fluoride and polyethylene glycol. Charge transfer resistance (Rdl) of polypyrrole coating with fluoride and PEG and polypyrrole coating containing ammonium bifluoride doped in the PEG was 5950 and 10050 Ω.cm2 , which was higher about 2.5 and 4.5 compared polypyrrole coating with Rdl of 2250 Ω.cm2 .

    Keywords: Polypyrrole, AZ31 magnesium alloy, Electrochemical impedance spectroscopy, PEG, Ammonium bifluoride
  • M. Johari, S. Alahkaram*, F. Teymouri, I. Azamian Pages 19-32

    Corrosion of steel bars in reinforcement concrete is the most important factor in the destruction of concrete structures. Till now, several protection methods for reducing the rate of corrosion of steel in reinforced concrete structures have been used, which corrosion inhibitors due to economical, easy to apply and efficiency, compared to other methods, faced with more attention. In this study, the effects of the simultaneous use of sodium nitrite and sodium-potassium tartrate inhibitors have been investigated. For this purpose, open circuit potential tests, electrochemical impedance spectroscopy and cyclic polarization were used in simulated concrete pore solution. This study aims to reduce the consumption of sodium nitrite due to environmental problems reported for it and also its destructive effects on the mechanical properties of concrete. Electrochemical impedance spectroscopy showed that the combination of these two inhibitors, improves the corrosion resistance by 91%. This rate is higher than the best performance of each of them, and finally, the synergistic parameter of 2/2 was calculated for this combination. According to the scanning electron microscopy images and the parameters obtained from the fitting of the Electrochemical impedance spectroscopy data, it seems that the simultaneous use of these two inhibitors at appropriate concentrations leads to the formation of a flat, uniform and chloride-resistant layer. Also, according to the results of the cyclic polarization test, the simultaneous use of these two inhibitors increases the pitting potential to 691 mV. Generally, it improves the resistance of steel specimens to pitting corrosion.

    Keywords: Corrosion inhibitor, Sodium Nitrite, Sodium-Potassium Tartrate, Carbon Steel, ElectrochemicalImpedance Spectroscopy, Synergic Effect
  • M. Mohamadtahery, A. Yazdani, M. Bozorg* Pages 33-46

    In the present study, spark plasma sintering (SPS) technique was used to fabricate Ti-Al2O3-HA composite. Powders were sintered at 40 MPa pressure for 5 min at 1200 and 13000C. Microstructural characterisation was carried out using scanning electron microscopy (SEM). Density, hardness, electrochemical impedance and polarization test were performed to evaluate the properties of the samples. The results showed that by increasing the sintering temperature from 1200 to 1300 0C the density of the samples increases and the apparent prosity decreases. Also with increasing temperature the hardness of the samples increased from 528HV to 612HV. The result of electrochemical impedance test showed the polarization resistance of the sample enhanced from 222 Ωcm2 to 996 Ωcm2 . Furthermore, according to polarization measurements, the corrosion current density was reduced from 16.35 μA/cm2 to 1.47 μA/cm2 . The improvement in the corrosion resistance was attributed to the reduction of prosity and the formation of stronger passive film on the sample surface with increasing sintering temperature.

    Keywords: Spark Plasma Sintering, Ti-Al2O3-HA Composite, Electrochemical Impedance Spectroscopy, Electrochemical Polarization
  • S. Yazdani, M. Ebrahimi *, A. A. Sarabi, H. Eivaz Mohammadloo, A. Eivaz Mohammadloo Pages 47-61

    Usually, in all applications where an organic coating is applied on the surface, physical and chemical surface preparations need to enhance adhesion and anti-corrosion resistance of the system. Control of surface roughness and chemistry of modified metal by conversion coatings are effective factors in the adhesion properties of organic coatings. In this project, the behavior of anti-corrosion resistance and adhesion of epoxy coatings in the presence and absence of anti-corrosion glass flakes pigments on the surface of steel prepared by applying the zirconium conversion coating and sandblast method were examined. Conversion coating was formed on the surface in the optimum condition of practical parameters. In the next step, the effect of the type of surface preparation on the anti-corrosion resistance and morphology behavior of the coating was investigated using electrochemical tests and atomic force microscope images. It was found that the samples prepared with conversion coating indicated the best anti-corrosion resistance and adhesion strength as a result of the change in the roughness and changing the surface chemistry. Finally, epoxy/glass flake coating with 10% of glass flake was applied on the prepared surface through conversion coating and it was found that adding glass flakes increase the anti-corrosion resistance of the coating and these results confirmed by the salt spray test.

    Keywords: Corrosion, Zr-based conversion coating, epoxy, glass flakes, mild steel
  • M. Rahmati*, K. Raeissi, M. R. Toroghinejad, A. Hakimizad Pages 63-79

    Plasma electrolytic oxidation is a novel and promising method for coating the light alloys especially magnesium alloys. Several parameters affect the coating quality and its properties, where in this study; the effects of frequency on properties of coatings produced by PEO on AZ31 Mg alloy were investigated. The coating process was performed in a silicate-based electrolyte containing KF and K2TiF6 using a soft-sparking waveforms with 30 % cathodic pulse width at 1, 2, and 3 kHz. The surface morphology of the coatings was a net-like (scaffold) containing a micro-pores network, micro-cracks, and granules of oxide compounds, in which, no noticeable change on coating morphology occurred with increasing the frequency. Also, the coatings were composed of MgO, MgF2, Mg2SiO4, SiO2 (amorphous), and TiO2 (crystalline and amorphous) phases contributed by the elements from both substrate and electrolyte in the coating process. Based on the cross-sectional images, the thickness of coatings displayed no significant increase with increasing in frequency, but the porosity percentage was increased. Also, the very small pores were presented in the inner layer with increasing frequency. Corrosion behavior of the coatings was evaluated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 3.5 wt. % NaCl until 7 days of immersion. The results of the EIS showed that with increasing frequency and porosity, the larger surface of the coating is in contact with the solution, and the presence of porosity in the more compact layer of the coating allowed the access of solution to the substrate, which reduces the barrier performance of the coating.

    Keywords: AZ31 Mg alloy, plasma electrolytic oxidation, frequency, corrosion resistance
  • Sh. Montazeri, Z. Ranjbar*, Saeed Rategar Pages 81-97

    Organic coatings are the single most widely applied materials to protect metallic substrates against corrosion. Therefore, coating researchers need to understand how a coating can guarantee protective performance during service life. This study it is tried to find how adhesion durability can affect the protective performance of a coating. An epoxy resin (Araldite GY 783) was cured with a mixture of two types of hardeners (a polyether polyamine and a cycloaliphatic polyamine) in four different mixing ratios (i.e. 20–80, 50–50, 70–30, 90–10) to achieve various adhesion behaviors, water permeability, and viscoelastic properties. Samples were exposed to humidity in the testing chamber for 300 days and adhesion was measured at wet and dry conditions over time. After drying, adhesion loss and recovery were evaluated by a pull-off test. The electrochemical behavior of coatings was studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). A series of impedance spectra of coatings during exposure to humidity were recorded and their protective properties were compared. The results showed a correlation between protective properties and viscoelastic behavior of coatings. It was found that a sample with a cycloaliphatic hardener has a higher elastic modulus (1275 MPa) and a sample with a polyether polyamine hardener has a lower elastic modulus (465 MPa). Additionally, it was found that a sample with excellent initial protective properties (|Z| =1010 Ω cm2), higher elastic modulus, and low initial water permeability (0.308 g/m2hr) may quickly fail because of the adhesion failure after wet cycles.

    Keywords: Protective coatings, Adhesion durability, EIS, Epoxy coatings, Equivalent electric circuits, Breakpoint frequency
  • E.Akbarinezhad * Pages 99-115

    A new model for estimating the water absorption of coatings has been developed using electrochemical impedance spectroscopy data and based on an effective medium theory. It is assumed that the volume fraction of the electrolyte varies along the cross section of coating thickness according to a power-law which is defined based on coating thickness and its capacitance capacity and the coating resistivity and permittivity profiles of immersed coating can be calculated through an effective medium theory (EMT) formula corresponding to a parallel combination of the two media (electrolyte and coating material). The total volume water uptake of proposed model was compared with the results calculated based on the Brusher-Kingsbury theory and gravimetric data for a commercial epoxy coating sample immersed in 3.5% sodium chloride solution for 120 days. The results showed that the estimated water absorption values according to this model, gravimetric method and Brusher-Kingsbury model is 7.5, 7.1 and 10.3%, respectively, and the results of this model are in good agreement with the gravimetric results.. In addition, this method made it possible to estimate the water absorption profile of the coating, changes in specific strength and permeability of the coating during immersion time.

    Keywords: EIS, Water uptake, Model, Epoxy coating Brusher-Kingsbury theory