Microsoft Word 00 a loinoidau TV docx ISSN 1859 1531 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(110) 2017 25 NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỦA LỚP PHỦ HỮU CƠ BẰNG LỚP BIẾN TÍNH CHỨA Zr VÀ Ti[.]
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(110).2017 25 NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỦA LỚP PHỦ HỮU CƠ BẰNG LỚP BIẾN TÍNH CHỨA Zr VÀ Ti IMPROVING THE CORROSION PROTECTION OF ORGANIC COATING WITH CONVERSION LAYER CONTAINING Zr AND Ti Lê Minh Đức Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; lmduc@dut.udn.vn Tóm tắt - Tạo lớp phủ biến tính chứa Ti, Zr thép thường cách nhúng dung dịch chứa 0,01 M TiF62- 0,02M ZrF62, pH=4 Lớp biến tính cải thiện tính chống ăn mịn cho lớp phủ hữu Đường cong phân cực xác định dòng ăn mòn thu có khơng có lớp phủ biến tính thép thường cho thấy lớp phủ có mặt kim loại Zr, Ti giảm dòng ăn mòn Khả bảo vệ màng đánh giá phép đo tổng trở ngâm mẫu môi trường KCl 3% Sự bóc tách lớp màng quan sát qua thí nghiệm ngâm dung dịch KCl Có lớp biến tính, màng epoxy trở nên bám thép; tổng trở màng có xu hướng giảm theo thời gian ngâm, giảm chậm Abstract - Conversion coating containing Zr and Ti has been applied on iron surface by dipping it in TiF62- 0.01M and ZrF620.02M solution, pH=4 The conversion layer can improve the corrosion ability of organic coating Polarisation method is applied to determine the corrosion potential and currrent of coating with and without conversion layer Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) is used to measure the impedance of coating in 3% KCl solution.Delamination of epoxy coating is studied by dipping it in KCl solution Thanks to the conversion layer, epoxy layer adheres well on iron Resistance of coating has changed slowly during the immersion time Từ khóa - TiF62-;ZrF62-; lớp phủ biển tính; chống ăn mịn; phổ tổng trở; Key words - TiF62-; ZrF62-; conversion coating; corrosion protection; impedance; Giới thiệu chung Kim loại nói chung, thép nói riêng loại vật liệu phổ biến, sử dụng phong phú nhiều lĩnh vực So với gỗ, nhựa, kim loại có tính chất hẳn có độ bền cao, chịu tác động mơi trường tốt hơn, khó bắt cháy Tuy môi trường biển thành phố Đà Nẵng, cấu kiện thép bị ảnh hưởng lớn tác động ăn mịn mơi trường Q trình ăn mịn kim loại phản ứng điện hóa, cấu kiện bị phá hủy phản ứng hòa tan, giảm tuổi thọ cơng trình Có nhiều biện pháp để ngăn chặn, bảo vệ cấu kiện thép khỏi cơng tác nhân gây ăn mịn Trong phương pháp đó, tạo màng biến tính cách phổ biến, thông dụng việc nâng cao độ bám dính Phương pháp thơng thường để tạo màng biến tính phốt phát hóa Màng phốt phát tạo nên xốp, làm lớp bám cho màng sơn Tuy nhiên, màng phốt phát thường chứa nhiều kim loại nặng khác, trình tạo màng cần nhiều lượng phải nâng nhiệt độ dung dịch [1] R Mohammad Hosseini cộng biến tính bề mặt thép thường phương pháp hóa học đơn giản, đưa nguyên tố Zr vào thành phần lớp biến tính Ngun tố Zr có lớp biến tính cải thiện độ bám dính khả chống ăn mịn cho màng hữu nói chung [2] Lớp phủ biến tính thay cho lớp phủ biến tính chứa Cr (VI) – ảnh hưởng xấu đến mơi trường Nhiều tác giả cho Zr tồn lớp biến tính nhiều dạng phức, lúc Ti dạng TiO2 Sự tạo màng thuận lợi pH cao Cũng với cách tạo lớp phủ biến tính, G Yoganandan cộng [2, 3] đưa nguyên tố Ce, Zr vào thành phần lớp biến tính Nền hợp kim nhơm có khả tự bảo vệ mơi trường NaCl.X Jiang cộng nghiên cứu đưa đồng thời nguyên tố Ce Zr vào lớp biến tính hợp kim magie để tăng khả chống ăn mòn hợp kim [4] Với dung dịch chứa đồng thời nguyên tố Zr, Ti, Mn, Mo, bề mặt hợp kim nhôm AA2024 AA7075-T6 phủ lớp biến tính ứng dụng kỹ thuật hàng không, vũ trụ Ảnh hưởng Zr, Ti thành phần dung dịch biến tính nghiên cứu Các kết đo phân cực, ngâm buồng phun muối minh chứng khả bảo vệ lớp biến tính [5] Nhiều cơng trình tập trung nghiên cứu lớp phủ chứa Zr, Ti số kim loại khác ứng dụng nhiều cho Al, Mg Tuy vậy, chế, tính chất lớp biến tính cịn nhiều điều chưa rõ, đặc biệt thép thường Trong báo này, màng biến tính chứa hai nguyên tố kim loại Ti Zr tạo kim loại Màng biến tính đánh giá phép đo đường cong phân cực, xác định dòng ăn mòn Khả cải thiện độ bám dính với màng epoxy kiểm tra, đánh giá so sánh với lớp biến tính chứa Cr Thực nghiệm Thép thường C thấp mua thị trường thành phố Đà Nẵng Mẫu thép với kích thước 5cm x 3cm x 0,5mm đánh bóng học giấy nhám từ P600 đến P2000; rửa tẩy dầu mỡ NaOH 20%, sấy khơ khơng khí, sau rửa bảo quản ethanol để chờ phép đo Các hóa chất H2TiF6 dạng dung dịch, K2ZrF6 dạng rắn cung cấp Aldrich-Sigma pH dung dịch điều chỉnh dung dịch HCl NaOH Dung dịch biến tính kim loại chứa Zr Ti (ZrTi) chuẩn bị theo giá trị nồng độ khảo sát Thời gian nhúng mẫu cố định từ - phút [1] Mẫu thép tạo màng biến tính chứa Cr để làm mẫu đối sánh Màng biến tính thu cách nhúng mẫu thép dung dịch K2CrO4 0,1M từ - phút, nhiệt độ phịng 26 Lê Minh Đức Bình đo ăn mịn điện cực (điện cực làm việc thép thường, Ag/AgCl điện cực so sánh, điện cực đối thép khơng gỉ) Máy đo điện hóa đa PGS-HH10 (Việt Nam) sử dụng để xác định dòng ăn mịn Tổng trở điện hóa thu máy tổng trở Zahner (Zenium) Workstation (CHLB Đức) Vùng tần số đo từ 10Hz đến 100KHz Tín hiệu kích thích với biên độ 10mV– 20mV Máy đo nối với máy tính để điều khiển q trình nhập, lưu xử lý số liệu sau đo Thí nghiệm thực Phịng Thí nghiệm Hóa lý Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phương pháp Phổ huỳnh quang tia X sử dụng để xác định thành phần nguyên tố thép màng sau biến tính Mẫu gửi đo Trung tâm Kỹ thuật tiêu chuẩn Đo lường chất lượng (Đà Nẵng) Thành phần thép sử dụng trình bày Bảng Bảng Thành phần thép sử dụng Si Mn P S Mo Ni Al % khối 0,049 0,0032 0,176 0,0033 0,0021 0,0049 0.017 0.042 lượng Nguyên tố Cu Co Pb As Bi Zr Fe