5. Ý nghĩa của đề tài
3.3.2. bền ăn mòn điện hóa
Để đánh giá vai trò của Al2O3 trong việc tăng khả năng chống ăn mòn cho lớp mạ niken, tiến hành tạo lớp mạ tổ hợp bằng cách mạ dòng không đổi các mẫu trong dung dịch NiCl2 0,08 M + glyxin 0,2 M + CH3COONa 1,8 M, pH = 5,5, mật độ dòng điện -20 mA/cm2, thời gian mạ 20 phút, tốc độ khuấy 600 vòng/phút và nhiệt độ 40oC với hàm lượng Al2O3
lần lượt là 0 g/L; 20 g/L; 40 g/L, 60 g/L, 80 g/L. Tiến hành đo dòng ăn mòn các mẫu trong dung dịch NaCl 3,5% trên máy đo điện hóa Auto Lab khoa Hóa- trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng.
Kết quả đo dòng ăn mòn được thể hiện trên Hình 3.19.
Hình 3.19. Đường cong phân cực anot của các mẫu với hàm lượng Al2O3 khác nhau trong dung dịch NaCl 3,5% -7 -6.5 -6 -5.5 -5 -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 Log i E, V so với Ag/AgCl 0 g/L 20 g/L 40 g/L 60 g/L 80 g/L
Kết quả xác định đường cong phân cực anot của các mẫu Ni-Al2O3 trong dung dịch NaCl 3,5 % cho thấy sự có mặt của Al2O3 trong lớp mạ tổ hợp không làm thay đổi nhiều hình dạng cũng như độ cao của đường phụ thuộc. Tăng hàm lượng Al2O3 đường cong phân cực bị đẩy về vùng thế dương hơn.
Bằng phép ngoại suy Tafel ta thu được giá trị mật độ dòng ăn mòn và thế ăn mòn của các mẫu Ni-Al2O3 như trong Bảng 3.6.
Bảng 3.6. Giá trị mật độ dòng ăn mòn (iam) và thế ăn mòn (Eam)của các mẫu với hàm lượng Al2O3 khác nhau trong dung dịch NaCl 3,5%
Tên mẫu Ni-Al2O3
(0 g/L) Ni-Al2O3 (20 g/L) Ni-Al2O3 (40 g/L) Ni-Al2O3 (60 g/L) Ni-Al2O3 (80 g/L) E am (V) -0,71 -0,7 -0,68 -0,63 -0,72 iam (A/cm2) 8,12.10-5 6,96.10-5 6,90.10-5 6,65.10-5 9,45.10-5 Dựa vào kết quả đo dòng ăn mòn ở bảng 3.6, nhận thấy khi thêm Al2O3 thì thế ăn mòn dịch chuyển về vùng dương hơn, mật độ dòng ăn mòn cũng nhỏ hơn. Điều này chứng tỏ rằng khi mẫu có thêm Al2O3thì khó bị ăn mòn hơn so với mẫu không có Al2O3.
Tăng hàm lượng Al2O3 lên đến 80 g/L thì thế ăn mòn lại âm hơn và mật độ dòng ăn mòn lại lớn hơn so với trường hợp không có Al2O3.
Như vậy có thể thể thấy rằng thành phần % Al2O3 trong lớp mạ ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của lớp mạ. Và trong lớp mạ composite thì lớp mạ có thành phần 60 g/L Al2O3 là lớp mạ có khả năng chống ăn mòn tốt nhất (mật độ dòng ăn mòn thấp nhất và thế ăn mòn cao nhất).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
- Đã chế tạo thành công lớp mạ tổ hợp Ni-Al2O3 từ dung dịch mạ điện niken clorua nồng độ thấp chứa glyxin bằng phương pháp mạ dòng không đổi.
- Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng nhôm trong lớp mạ tổ hợp Ni- Al2O3: tốc độ khuấy, nhiệt độ và thời gian mạ. Rút ra điều kiện tốt nhất để tạo lớp mạ tổ hợp (có hàm lượng nhôm cao nhất):
+ Tốc độ khuấy: 600 vòng/phút + Nhiệt độ: 40oC
+ Thời gian mạ: 20 phút với i = -20 mA/cm2
- Đã chụp ảnh SEM bề mặt các lớp mạ Ni và Ni- Al2O3. Thấy rằng bề mặt Ni nhẵn hơn nhưng không sáng bóng bằng bề mặt Ni- Al2O3.
- Đã khảo sát khả năng chống ăn mòn của lớp mạ tổ hợp Ni-Al2O3 trong dung dịch NaCl 3,5% và dung dịch HCl 1 M. Đã chứng minh được lớp mạ Ni- Al2O3 bền hơn lớp mạ thuần Ni. Tăng hàm lượng Al2O3 tốc độ ăn mòn giảm, bền nhất là lớp mạ tổ hợp Ni-Al2O3 từ dung dịch chứa 60 g/L Al2O3.
Kiến nghị
Lớp mạ composite làm tăng độ bền về cơ, lý, hóa. Do vậy, cần có thêm những nghiên cứu sâu về độ cứng tế vi, tính chất siêu kị nước của lớp mạ.
Nếu được ứng dụng vào trong các công trình cầu đường, các chi tiết máy thì nó sẽ giúp bảo vệ bề mặt và làm tăng tính thẩm mỉ cho các chi tiết.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng việt
[1] Phan Văn Tường (2007), Vật liệu vô cơ, Khoa Hoá học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
[2] Hoàng Nhâm (2000), Hoá vô cơ, tập 3, NXB Giáo dục.
[3] Chử Văn Nguyên (2001), Mạ hợp kim NiFe, Luận án tiến sĩ, trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
[4] Nguyễn Thị Cẩm Hà (1998), Nghiên cứu tính chất điện hoá của Niken trong môi trường kiềm và ứng dụng của nó, Luận văn thạc sĩ. Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội
[5] Ngô Thị Ánh Tuyết (2006), Nghiên cứu mạ composite nền Niken chứa các hạt trơ cacbua silic (SiC), tro trấu và tro bay. Khảo sát một số tính chất của chúng, Luận văn thạc sĩ, Viện Hóa - Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam.
[6] Nguyễn Đức Vận (2006), Hóa học vô cơ, tập 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [7] Trần Minh Hoàng (2000),Mạ điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật.
[8] Nguyễn Khương (2006), Mạ điện, tập 1, 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [9] Trương Ngọc Liên (2000), Điện hóa lý thuyết, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[10] Vũ Thị Duyên (2013), Nghiên cứu điều chế dung dịch mạ niken với tác nhân đệm là các axit hữu cơ, Đà Nẵng.
[11] Nguyễn Hữu Trịnh (2002), Nghiên cứu và điều chế các dạng hidroxit nhôm và oxit nhôm và ứng dụng trong công nghiệp lọc dầu, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
[12] Nguyễn Hữu Trịnh (2003), Nghiên cứu tính chất hóa lý của 𝛾 − Al2O3 và η − Al2O3, Tạp chí Hóa học và ứng dụng số 3, Hà Nội, tr.9.
[13] Lý Quốc Cường (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến cấu trúc, tính chất của hệ lớp phủ kép nhôm và hợp kim Ni – 20 Cr trên nền thép, Luận án tiến sĩ hóa học, Hà Nội.
[14] Hà Mạnh Chiến, Vũ Đức Lượng, Mai Thanh Tùng (2011), So sánh tính chất hai lớp mạ hóa học compozit NiP-Al2O3 và NiP-PTFE, Tạp chí CN hóa chất sô 9, Hà Nội.
[15] Hà Mạnh Chiến (2015) Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE), Luận án tiến sĩ công nghệ hóa học, Hà Nội.
[16] Lê Văn Huỳnh (2017), Nghiên cứu sự tạo phức của một số ion kim loại với glyxin bằng phương pháp phân tích nhiệt, Tạp chí hóa học 55(3), tr.378-382.
[17] Lý Việt Anh (2011), Nghiên cứu khả năng làm việc của chi tiết mạ composite Al2O3
trong điều kiện ma sát trượt trong môi trường ăn mòn, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngành công nghệ chế tạo máy.
[18] Trương Đức Thiệp (2013), Nghiên cứu công nghệ mạ composite và ứng dụng mạ thử nghiệm các chi tiết nhằm nâng cao chất lượng bề mặt mạ, Thái Nguyên.
[19] Nguyễn Tiến Tài (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ khuấy đến chất lượng mạ composite Chrome, Thái Nguyên.
[20] Lê Thị Phương Thảo (2016), Nghiên cứu tạo lớp mạ tổ hợp kim loại Ni- nano TiO2, Cu- nano TiO2 kỵ nước, Hà Nội.
Tài liệu Tiếng anh
[21] Heli Koivuluoto and Petri Vuoristo (2009), Effect of Ceramic particles on properties of cold – sprayed Ni – 20Cr + Al2O3 coatings, Journal of Thermal Spray Technology
Trang web