Nghiên cứu sự hình thành và tính chất mạng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr III

Nghiên cứu sự hình thành và tính chất mạng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr III Nghiên cứu sự hình thành và tính chất mạng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr III Nghiên cứu sự hình thành và tính chất mạng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr III luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi Hà mạnh chiến Luận văn thạc sỹ khoa học ngành : công nghệ hoá học nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Hà mạnh chiến NgI HNG DN KHOA HC: TS Mai Thanh Tựng Hà nội - 2007 Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Mục lục Lời cam ®oan Lời cảm ơn môc lôc Mở đầu Ch­¬ng i Tỉng quan vỊ thụ động bề mặt kẽm 1.1 Lý thuyết ăn mòn kẽm 1.1.1 Lý thuyết ăn mòn kim loại 1.1.1.1 ăn mòn điện hoá 1.1.1.2 §iƯn thÕ hỗn hợp 1.1.1.3 Tốc độ ăn mòn điện hoá 1.1.1.4 B¶o vệ kim loại phương pháp màng phủ 10 1.1.2 ăn mòn Kẽm 18 1.1.2.1 KÏm 18 1.1.2.2 trình ăn mòn Kẽm 19 1.1.2.3 ảnh hưởng pH đến khả ăn mòn KÏm 20 1.1.2.4 ¶nh h­ëng cđa nhiƯt độ đến khả ăn mòn Kẽm 22 1.1.2.5 Quá trình ăn mòn (galvanic) Thép mạ Kẽm 23 1.2 Thụ động kẽm dung dịch Cr(III) ( Cromit hoá.) 24 1.2.1 Crômát ho¸ 25 1.2.1.1 Cơ chế trình Crômát hoá 25 1.2.1.2 CÊu t¹o màng Crômát 28 1.2.1.3 Tính chất màng Crômát 31 1.2.2 CromÝt ho¸ 33 1.2.2.1 Cơ chế trình Cromít hoá 33 1.2.2.2 Tốc độ trình thụ ®éng 34 1.2.2.3 C¸c yếu tố ảnh hưởng đến trình Cromít 35 1.2.2.4 Cấu tạo khả bảo vƯ cđa líp phđ CromÝt 37 Hµ mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Chương II Thực nghiệm 40 2.1 Ho¸ chÊt, thÝ nghiÖm 40 2.1.1 ChuÈn bÞ mÉu 40 2.1.2 Quy trình xử lý tạo màng mẫu 40 2.2 Phương pháp nghiên cứu 41 2.2.1 Các phng pháp phân tích cấu trúc 41 2.2.1.1 Phương pháp hiển vi điện tư qt-SEM 41 2.2.1.2 Ph­¬ng pháp nhiễu xạ tia X XRD 44 2.2.2 Phương pháp phân tích tính chấtError! Bookmark not defined.46 2.2.2.1 Phương pháp phổ tổng trở 46 2.2.2.2 Phương pháp đo ®­êng cong ph©n cùc 48 Chương III Kết - thảo luận 52 3.1 ¶nh h­ëng cđa pH 52 3.1.1 ảnh hưởng pH đến khả tạo màng 52 3.1.2 ảnh hưởng pH đến tính chất màng 57 3.2 ¶nh h­ëng cđa thêi gian 64 3.2.1 ¶nh hưởng thời gian đến khả tạo màng 64 3.2.2 ảnh hưởng thời gian đến tính chất màng Chương iV kÕt luËn 74 Tài liệu tham khảo 75 Tãm t¾t luận văn 76 Hà mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Lời cam đoan Hà mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Lời cảm ơn Luận văn thực Bộ môn Công nghệ Điện hóa Bảo vệ kim loại- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ¬n: TS Mai Thanh Tïng, ng­êi ®· h­íng dÉn chØ bảo tận tình chu đáo giúp em hoàn thành luận văn Các thầy, cô môn CN Điện Hoá & BVKL đà giảng dạy tận tình trình học tập trường LÃnh đạo, đồng nghiệp bạn bè Trường Cao đẳng Hóa chất Việt trì tạo điều kiện động viên suốt trình học tập thực luận văn Tôi xin cảm ơn cán bạn sinh viên đà giúp đỡ trình thực thí nghiệm phòng thí nghiệm Điện hoá &BVKL Hà mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Mục lục Lời cam ®oan Lời cảm ơn môc lôc Mở đầu Ch­¬ng i Tỉng quan vỊ thụ động bề mặt kẽm 1.1 Lý thuyết ăn mòn kẽm 1.1.1 Lý thuyết ăn mòn kim loại 1.1.1.1 ăn mòn điện hoá 1.1.1.2 §iƯn thÕ hỗn hợp 1.1.1.3 Tốc độ ăn mòn điện hoá 1.1.1.4 B¶o vệ kim loại phương pháp màng phủ 10 1.1.2 ăn mòn Kẽm 18 1.1.2.1 KÏm 18 1.1.2.2 trình ăn mòn Kẽm 19 1.1.2.3 ảnh hưởng pH đến khả ăn mòn KÏm 20 1.1.2.4 ¶nh h­ëng cđa nhiƯt độ đến khả ăn mòn Kẽm 22 1.1.2.5 Quá trình ăn mòn (galvanic) Thép mạ Kẽm 23 1.2 Thụ động kẽm dung dịch Cr(III) ( Cromit hoá.) 24 1.2.1 Crômát ho¸ 25 1.2.1.1 Cơ chế trình Crômát hoá 25 1.2.1.2 CÊu t¹o màng Crômát 28 1.2.1.3 Tính chất màng Crômát 31 1.2.2 CromÝt ho¸ 33 1.2.2.1 Cơ chế trình Cromít hoá 33 1.2.2.2 Tốc độ trình thụ ®éng 34 1.2.2.3 C¸c yếu tố ảnh hưởng đến trình Cromít 35 1.2.2.4 Cấu tạo khả bảo vƯ cđa líp phđ CromÝt 37 Hµ mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Chương II Thực nghiệm 40 2.1 Ho¸ chÊt, thÝ nghiÖm 40 2.1.1 ChuÈn bÞ mÉu 40 2.1.2 Quy trình xử lý tạo màng mẫu 40 2.2 Phương pháp nghiên cứu 41 2.2.1 Các phng pháp phân tích cấu trúc 41 2.2.1.1 Phương pháp hiển vi điện tư qt-SEM 41 2.2.1.2 Ph­¬ng pháp nhiễu xạ tia X XRD 44 2.2.2 Phương pháp phân tích tính chất 4646 2.2.2.1 Phương pháp phổ tæng trë 46 2.2.2.2 Phương pháp đo đường cong phân cực 48 Chương III Kết - thảo luËn 52 3.1 ¶nh h­ëng cña pH 52 3.1.1 ¶nh h­ëng cđa pH đến khả tạo màng 52 3.1.2 ảnh hưởng pH đến tính chất màng 57 3.2 ¶nh h­ëng cđa thêi gian 64 3.2.1 ảnh hưởng thời gian đến khả tạo màng 64 3.2.2 ảnh hưởng thời gian đến tính chất màng Ch­¬ng iV kÕt luËn 74 Tài liệu tham khảo 75 Tóm tắt luận văn 76 Hà mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Mở đầu Th ng húa b mt kẽm công nghệ ứng dụng rộng rãi sản xuất công nghiệp nhằm tăng khả chống ăn mịn nâng cao tính trang trí sản phẩm mạ kẽm Riêng Việt nam, ước tính có hàng tỷ chi tiết mạ kẽm thụ động hóa tháng từ chi tiết xe máy, ống nước, đồ khí, thép kết cấu mạ kẽm… Trong thời gian năm trở lại đây, vấn đề quan tâm nghiên cứu thụ động hóa khơng sử dụng Cr(VI) khả gây ung thư cao hợp chất Một giải pháp nghiên cứu bước đầu đưa vào ứng dụng sản xuất, đặc biệt Châu Âu, Mỹ Nhật thụ động dung dịch chứa Cr(III) So với thụ động Cr(VI), màng thụ động từ dung dịch Cr(III) cho đặc trưng khác biệt trình tạo màng, cấu trúc màng, khả chống ăn mòn màng phủ Những đặc trưng lại liên hệ chặt chẽ với điều kiện công nghệ thành phần dung dịch, độ pH xử lý sau thụ động Vì nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến chế hình thành màng cấu trúc màng cho thông tin quan trọng việc xử lý dung dịch điều kiện công nghệ Mục tiêu luận văn nghiên cứu ảnh hưởng thông số pH thời gian tới khả tạo màng, cấu trúc, tính chất khả bảo vệ chống ăn mịn lớp màng cromít nghiên cứu qua việc sử dụng phương pháp điện hóa (phân cực, phổ tổng trở, phương pháp tĩnh), hiển vi đện tử quét- phổ tán xạ lượng (SEM- EDS), Nhiễu xạ tia X (XRD), thử mù muối Các kết nghiên cứu đồng thời so sánh với màng dung dịch thụ động Cr(III) hệ oxalat thị trường dung dịch cromat hóa Từ kết thu làm sáng tỏ chế tạo màng đồng thời cho phép tối ưu hóa thông số công nghệ nhằm tạo màng thụ động từ dung dịch Cr(III) có khả chống ăn mũn cao nht Hà mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Chương i - tỉng quan vỊ thơ ®éng KÏm 1.1 lý thut ăn mòn lớp mạ kẽm 1.1.1 Lý thuyết ăn mòn kim loại 1.1.1.1 Ăn mòn điện hóa ăn mòn phá huỷ vật liệu phản ứng hoá học hay điện hoá học chúng với môi trường xung quanh Thông thường ăn mòn phân thànhhai loại: ăn mòn hoá học ăn mòn điện hoá ăn mòn hoá học gọi ăn mòn khô gây phản ứng hoá học kim loại với môi trường xung quanh Ví dụ, kim loại nung nhiệt độ cao môi trường chứa chất xâm thực O2, S2, Cl2, ăn mòn điện hoá ăn mòn môi trường điện giải, ion hoá nguyên tử kim loại (Me) khử chất oxy hoá (Ox) không xảy trực tiếp nơi phản ứng Đây dạng ăn mòn chủ yếu Zn khí luận văn này, thuật ngữ ăn mòn hiểu ăn mòn điện hóa ăn mòn điện hoá kim loại gồm ba trình bản: * Quá trình anốt trình oxy hoá điện hoá kim loại chuyển vào dung dịch dàng cation MeZ+ giải phóng điện tử: kim loại bị ăn mòn: Me MeZ+ + ze (1.1) * Quá trình catot trình khử hoá điện hoá, chất oxy hoá (Ox) nhân điện tử kim loại ăn mòn nhường cho: Ox + ze Red (1 2) Red - dạng khử liên hợp Ox (tức Ox.ze) Trong môi trường nước Ox thường H+ O2 Nếu Ox H+ trình catot gọi ăn mòn với chất khử phân cực hydro Các phản ứng xảy là: H+ + e → HhÊp phô HhÊp phô + HhÊp phô → (1.3) H2 ↑ (1.4) NÕu Ox lµ O2 , trình catot gọi ăn mòn với chất khử phân cực oxy: O2 + 4H+ + 4e Hà mạnh chiến 2H2O (trong môi trường axít) (1.5) Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Hoặc O2 + 2H2O + 4e 4OH- (trong môi trường kiềm) (1.6) Lưu ý dung dịch có ion kim loại (MeZ+) điện cực dương kim loại bị ăn mòn trình catot cã thĨ lµ: Mez'+ + z'e → Me (1.7) Mez''+ + z''e → Mez'''+ (1.8) Trong ®ã z', z'', z''' - hoá trị ion (z' = z'' + z''') Như Me+ đóng vai trò chất oxy hoá (Ox) bị khử catot * Quá trình dẫn điện Các điện tử kim loại ăn mòn giải phóng từ anốt tới catot on di chun dung dÞch Ta cã thĨ tãm tắt trình sơ đồ hình 1.1 (lấy ăn mòn Zn dung dịch H2SO4 làm ví dụ ) Hình 1.1 Sơ đồ ăn mòn điện hoá Zn dung dịch H2SO4 1.1.12 Điện hỗn hợp Điện phản ứng Quá trình ăn mòn hoá học phụ thuộc vào biến thiên nhiệt động học , phản ứng trình ăn mòn thường xảy điều kiện đẳng nhiệt đẳng áp nên chiều phản ứng xác định theo G [G = RTln(PMxOy/PO2)], G lớn không ăn mòn hoá học không xảy ra, G không trình ăn mòn trạng thái cân bằng, G nhỏ không trình ăn mòn xảy Hà mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) ã ảnh hưởng pH ®Õn kÕt qu¶ ®o E-t 1.06 Zn E(V) 1.05 1.04 1.03 pH = pH = 1.02 1.01 pH = 60 s 0.99 0.98 100 200 300 400 500 600 t(s) 700 Hình 3.9 ảnh hưởng pH tới đường cong E-t Kết hình vẽ cho thấy lớp thụ động đà hình thành màng, cản trở trình hoà tan Zn điện màng khác biệt so với Zn Màng tạo thành pH = có khả che chăn tốt cản trở Zn hoà tan tèt nhÊt (cã ®iƯn thÕ Ýt thay ®ỉi, cã ®iƯn thÕ trªnh lƯch rÊt lín so víi Zn nªn khống chế trình chuyển điện tích Zn ) Hà mạnh chiến 62 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) ã Tổng hợp ảnh hưởng pH % Cr«m pH = 0.46 lgiam pH =2 pH =3 0.88 0.64 - 7,5 - 8,6 - 7,7 Rp 7,00 ( MΩ.cm ) Rct 3,6 ( kΩ)) Rcp 7,9 (kΩ) 126,1 Cp(µF) 86,72 11,51 8,8 4,8 15,3 4,2 115 93,4 Từ kết phân tích cho ta kÕt ln vỊ sù ¶nh h­ëng cđa pH pH ảnh hưởng nhiều tới trình tạo màng, pH tăng dần độ kín lớp màng tăng độ kín lớp màng đạt giá trị lớn pH = 2, tiếp tục tăng pH độ xít đặc lớp màng lại giảm (giảm điện trở chuyển điện tích mật độ dòng ăn mòn) Có thể giải thích quy luật tạo màng sau, pH = Zn bị hoà tan nhanh tạo màng sớm lớp màng lại bị phá huỷ nồng độ axit dung dịch thụ động cao Tại pH = trình hoà tan Zn với tốc độ vừa phảI đồng thời lớp màng bị phá huỷ dung dịch thụ động màng tạo thành có tính chất tốt (Rp,Rct lớn iam nhỏ) Dung dịch thụ động với pH = trình hoà tan Zn xảy chậm nên màng tạo thành đồng thời pH cao dung dịch thụ động bền vững Hà mạnh chiến 63 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) 3.2 ảnh hưởng thời gian 3.2.1 ảnh hưởng thời gian tới khả tạo màng ã ảnh hưởng thời gian đến tạo màng Để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến khả tạo màng Các mẫu sản phẩm tiến hành dung dịch có giá trị pH, với thời gian thụ động khác nhau: t1 = 30 gi©y; t2 = 60 gi©y; t3 = 180 gi©y; Ph©n tích SEM với dung dịch có pH=2 thể hình 3.10 a) b) c) 41414141 Hình 3.10 ảnh chụp SEM (5àm) màng cromítt pH=2 thời gian a) 30 giây Hà mạnh chiến b) 60 giây 64 c) 180 giây Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Kết phân tích cho thấy đà có phản ứng xảy bề mặt kẽm đồng nghĩa đà xảy trình thụ động Tại thời gian 30 giây màng bắt đầu hình thành xuất số tinh thể bề mặt Thời gian 60giây tình thể tạo bề mặt nhiều đến thời gian 180 giây lại có che phủ thêm nên không dấu hiệu màng thụ động trước, để hiểu rõ dựa vào số liệu phân tích EDS mục 3.1.1 bảng 3.1 Kết phân tích EDS cho thÊy r»ng thêi gian thơ ®éng thay ®ỉi hàm lượng Cr màng thay đổi, thay đổi thể hình 3.11 %Cr 1.4 1,3 pH = 1.2 0.8 0.6 0,7 0,51 0.4 0.2 15s 60s 180s H×nh 3.11 so sánh hàm lượng Crôm màng thụ động với thời gian thu động khác Kết cho thấy thời gian thụ động tăng hàm lượng Cr màng tăng dần theo thời gian thụ động Hà mạnh chiến 65 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) 3.2.2 ảnh hưởng thời gian đến tính chất màng ã ảnh hưởng thời gian đến khả bảo vệ Phân tích phương pháp đường cong phân cực Mẫu tiến hành đo ăn mòn dung dịch NaCl(3.5%) Sau phân cực kết thu hình 3.12 bảng 3.4 -1.0 pH=2 -2.0 logi(A/cm2) -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 KÏm trÇn -7.0 30s -8.0 60 s 180 s -9.0 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 E(V) Hình 3.12 Đồ thị so sánh đường cong phân cực với thời gian khác thời gian khác pH = Trên phổ cho ta thấy thời gian thụ động 60 giây có dòng ăn mòn nhỏ Dòng ăn mòn thời gian thụ động 1800 giây lớn dòng ăn mòn thời gian 60 giây lại nhỏ dòng ăn mòn thời gian thụ động 30 giây Dòng ăn mòn Zn lớn Hà mạnh chiến 66 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Kết đo đường cong phân cực thể bảng sau Bảng 3.4 Số liệu phân tích đường cong phân cực Giá trị Thời gian Eam iam = 10x Rp (Gi©y) ( V) (A/cm2) (MΩ.cm2) x= pH=1 pH=2 pH=3 KÏm trÇn 30 -1.15 - 8,1 25,56 60 -1.14 - 7,5 7,00 180 -1.19 - 8,4 56,18 30 -1.25 - 7,4 5,48 60 -1.30 - 8,6 86,72 180 -1.21 - 7,7 10,93 30 -1.10 - 7,1 2,74 60 -1.28 - 8,2 11,51 180 -1.21 - 7,3 4,38 -1.30 - 6,7 1,19 Qua kết đo bảng 3.4 Hình 3.12 cho ta thấy: Khi tăng thời gian thụ động iam thay đổi, bảng ta thấy tăng thời gian thụ động iam giảm Rp tăng, đến thời thụ động định iam đạt giá trị bé vàRp đạt giá trị lớn Điều thể tăng thời gian thụ động lớp màng hình thành dầy nên cản trở trình ăn mòn nên iam giảm Tuy nhiên thời gian thụ động lâu lại hình thành khe hở lớn nên iam lại tăng (dung dịch thụ động mang tính axit) Hà mạnh chiến 67 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) ã ảnh hưởng thời gian đến điện trở, Rcp, Rct Phương pháp đo nghiên cứu giống với nghiên cưú thời gian Quét impedance dung dịch NaCl(3,5%) phổ h.a -70000 Z" (Ω.Cm2) 180gi©y 60gi©y -60000 30gi©y -50000 -40000 kÏm trÇn -30000 -20000 -10000 Z' (Ω.Cm2) 0 h.b 20000 40000 60000 80000 100000 120000 Z" (Ω.Cm2) -80000 60gi©y 30gi©y -60000 180 giây -40000 kẽm trần -20000 Z' (.Cm2) 0 20000 40000 60000 80000 100000120000 Hình 3.13 Đồ thị tổng trở Nyquits màng cromít a) pH=2 Hà mạnh chiến b) pH = 68 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Kết phân tích impeđan cho ta số liệu trình bày bảng 3.5 Bảng 3.5 Kết phân tích Impeđan Giá trị pH=1 pH=2 pH=3 Thương mại Cromát Thời gian Rcp Rct (Gi©y) (kΩ) (kΩ) 30 2.568 3.44 60 7.923 3.636 180 8.454 3.073 30 4.946 8.388 60 15.3 8.805 180 14.37 7.805 30 4.186 5.108 60 4.197 4.803 180 4.821 3.762 30 2.179 3.754 60 7.13 6.2 180 2.223 3.964 30 5.66 14.4 60 7.66 16.66 180 3.33 3.702 0,00 3.119 Kẽm trần Kết phân tích cho thấy thời gian thay đổi điện trở chuyển điện tích thay đổi theo, kết cho thấy tăng thời gian thụ động điện trở chuyển điện tích tăng dần(Khả bảo vệ kim loại tăng) Đến thời gian thụ động định điện trở chuyển điện tích đạt đến giá trị cực đại sau lại giảm Điều chứng tỏ thụ động lâu lớp thụ động tạo thành lại bị phá huỷ Hà mạnh chiến 69 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) ã ảnh hưởng thời gian thụ động đến kết thu phân tích phương pháp đo E-t pH = 1.06 1.05 1.04 E(v) 1.03 1.02 1.01 0.99 0.98 100 200 300 400 500 600 700 t(s) H×nh 3.14 Sù phơ thc cđa E theo thêi gian cđa dung dịch thụ động có pH = Kết thu được giải thích thụ động đà tạo lớp màng thụ động nên điện lớp màng thấp điện Zn, có màng nên đà cản trở trình hoà tan Zn nên điện màng thay đổi Thời gian thụ động tăng dần khả che chắn lớp màng tăng, đến thời gian thụ động 30s khả che chắn lớp màng đạt cực đại (điện màng trênh lệch nhiều so với Zn cản trở tốt trình hoà tan Zn) Tiếp tục tăng thời gian thụ động lớp màng dầy bị nứt nẻ nên bảo vệ kim loại lại Hà mạnh chiến 70 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Hình 3.15 Sự phụ thuộc E - t dung dịch thụ động có pH = Giải thích kết quả: Việc tạo màng tương tự pH = , pH = lớp màng có Cấu trúc tốt khoảng 30(s), 60 (s) ta tăng thời gian thụ động lên 180 (s) lại có tạo thành màng lỗ lớp màng dầy lên lại dễ bị nứt nẻ nên khả bảo vệ kim loại lại giảm xuống pH = 1.06 1.04 E(v) 1.02 0.98 0.96 0.94 100 200 300 400 500 600 700 t(s) H×nh 3.16 Sù phơ thc cđa E - t víi dung dịch thụ động có pH = Giải thích kết qu¶ vêi pH = 3: Ta thÊy thêi gian tăng độ chống ăn mòn lớp màng giảm dần Axit dung dịch bào mòn lớp màng tạo thành Hà mạnh chiến 71 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Cromat 1.06 1.05 1.04 E(v) 1.03 1.02 1.01 0.99 100 200 300 400 500 600 700 t(s) H×nh 3.17 Sù phơ thc cđa E theo thêi gian víi dung dịch thụ động Cromát Giải thích tạo màng Cromát: Cũng tương tự trên, nhiên màng Cromát có hiệu ứng tự bịt lỗ điện lớp màng thay đổi phức tạp Hà mạnh chiến 72 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Tổng hợp ảnh hưởng cđa thêi gian 30(s) 60(s) 180(s) % Cr«m 0.51 0,7 lgiam - 7,5 - 8,6 - 8,2 Rp (MΩ.cm2) Rct (kΩ) Rcp (kΩ) Cp(µF) 7,00 86,72 11,51 8,4 8,8 7,8 4,9 15,3 14,4 52,9 115 44,2 1,3 Tõ kÕt qu¶ bảng thống kê ta giải thích ảnh hưởng thời gian sau Khi tăng dần thời gian thụ đông hàm lượng Crôm màng tăng dần lớp màng có khe hở nên dung dịch thấm qua tạo phản ứng kết tủa Tăng thời gian thụ động lớp màng dần hình thành nên khả che chắn bảo vệ màng tăng (Rp,Rct tăng) Thời gian thụ động 60 giây cho thấy khả che chắn lớp màng tốt (Rp,Rct lớn iam nhỏ) Thụ động thời gian 180 giây khả che chắn lại giảm lớp màng thụ động tạo thành dày dễ bị nứt nẻ Hà mạnh chiến 73 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) PHầN IV Kết luận Qua trình nghiên cứu ta thu kết luận sau: 1.Nghiên cứu ảnh hưởng pH tới : ã Quá trình tạo màng ã Khả bảo vệ Nghiên cứu ảnh hường thời gian thụ động tới: ã Quá trình tạo màng ã Khả bảo vệ Giải thích ảnh hưởng pH tới trình tạo màng khả bảo vệ Giải thích ảnh hưởng thời gian tới trình tạo màng khả bảo vệ Xác định điều kiện tôí ưu để tạo lớp màng thụ động tốt pH = 2, thời gian thụ động 30 - 60 (s) Kiến nghị nghiên cứu tiếp theo: ã Nghiên cứu thụ động Cromít bề mặt Fe ã Khảo sát diện tích kim loại thụ động đơn vị thể tích dung dịch ã Tái sinh dung dịch thụ động Hà mạnh chiến 74 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Tài liệu tham khảo Trần Minh Hoàng; Nguyễn Văn Thanh; Lê Đức Tri, Sổ tay mạ điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật,2003 Nguyễn Văn Lộc, Công nghệ mạ điện, NXB Gi¸o Dơc ,2005 Hå ViÕt Q, Phøc ChÊt hoá học,NXB Khoa Hoc Kỹ Thuật Hà Nội Trương Ngọc Liên, Điện hoá lý thuyết, NXB Khoa Häc Kü ThuËt,2000 Technical Report “Chromate Conversion Coating using trivalent Cr”, Surtec GmbH (Germany), 2001 Technical Report “Cr(III) electroplating: technology and equipment”, Atotech Co Ltd (Germany) Technical Data Sheet: Product Permapass, Enthone Co Ltd (Singapore) Moebius, Handbuch fuer Oberflaechetechnik, Hanser Verlag, 1996 De Witt et al, “Surface Characterization of Chromate Conversion Coating using Cr(III)”, EAST Transaction 45, p 235-67, 1999 10 T.biestek and j.weber, Con version Coating, (Portcullis Press Ltd,Redhill 1976 Hà mạnh chiến 75 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr(III) Tóm tắt luận văn Hà mạnh chiến 76 Luận văn cao học ... văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr( III) hợp chất Cr( OH)3 tạo màng cromit Các ảnh hưởng cụ thể tới khả tạo màng tính chất màng nghiên cứu kỹ luận... trình cromat hoá vào khoảng 600C Hà mạnh chiến 31 Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr( III) + Màng cromat hoá màu vàng tạo dung dịch có chất. .. cơng nghệ nhằm tạo màng thụ động từ dung dịch Cr( III) có khả chống n mũn cao nht Hà mạnh chiến Luận văn cao học Nghiên cứu hình thành tính chất màng thụ động tạo thành từ dung dịch Cr( III) Chương