Modified surface of Cu, Zn, Cu10Zn and Cu40Zn with expression of hydrophobic properties for the purpose of corrosion protection : doktorska disertacija

angleški

doktorska dela

2015

2-mercaptobenzimidazole   2-merkaptobenzimidazol   Baker   Bakrove zlitine   benzotriazol   benzotriazole   brass   carboxylic acid   cooper   corrosion   Disertacije   inhibitors   karboksilna kislina   Korozija   korozijski inhibitorji   medenina   simulated urban rain   simuliran umetni dež   Zaščita

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo

Cu, Zn in medenine tako kot vse kovine in njihove zlitine korodirajo. Za protikorozijsko zaščito bakra in njegovih zlitin se uporablja več metod: zaščitne plasti, korozijski inhibitorji, hidrofobne prevleke,... Karboksilne kisline se s pomočjo karboksilne skupine povežejo s pozitivno nabito površino kovine in tako tvorijo hidrofobno prevleko. Uporaba organskih inhibitorjev je zelo razširjena metoda za zaščito bakra in njegovih zlitin v zaprtih sistemih. Med najbolj razširjenimi inhibitorji Cu sta benzotriazol (BTAH) in 2-merkaptobenimidazol (2-MBI). Namen doktorske disertacije je bil raziskati možnosti uporabe karboksilnih kislin in inhibitorjev za protikorozijsko zaščito Cu, Zn in medenin Cu10Zn in Cu40Zn v raztopini umetnega dežja. Protikorozijske lastnosti prevlek sem testiral z elektrokemijskima metodama: potenciodinamska polarizacija in elektrokemijska impedančna spektroskopija. Rezultate elektrokemijskih meritev sem dopolnil s potopitvenim testom, kjer sem meril izgubo mase. Površino pripravljenih prevlek sem karakteriziral s pomočjo 3-D profilometra, rentgenske fotoelektronske spektroskopije, z uporabo vrstičnega elektronskega mikroskopa s kemijsko analizo, z uporabo razelektritvene optične spektroskopije in merjenjem kontaktnih kotov. Hidrofobne plasti na površini kovin oz. zlitin sem pripravil s postopkom potapljanja v etanolno raztopino karboksilne kisline, kjer sem testiral spremembe različnih dejavnikov na inhibicijsko učinkovitost. Zaključim lahko, da je protikorozijska zaščita prevlek naraščala z dolžino ogljikove verige karboksilnih kislin, z daljšim časom potopitve vzorcev v etanolni raztopini in z višanjem koncentracije karboksilnih kislin v etanolni raztopini. Preizkusil sem protikorozijske lastnosti prevlek pripravljenih na Cu, Cu10Zn, Cu40Zn in Zn v raztopini umetnega dežja samo z uporabo SA, BTAH ali 2-MBI (individualne prevleke) ter z kombiniranjem le teh. Morfologije prevlek so se zelo razlikovale med seboj. Rezultati elektrokemijskih meritev in potopitvenih testov so izločili prevleko narejeno le iz BTAH kot učinkovito protikorozijsko zaščito Cu. V primeru Cu40Zn in Zn je celo pospešila korozijo. Drugačna slika se je pokazala z kombinacijo SA. Testi so pokazali, da je prevleka pripravljena z 2-MBI pokazal boljše rezultate kakor BTAH prevleka, in še boljše v kombinaciji s SA. Rezultati testov so pokazali, da se je med individualnimi prevlekami najboljša izkazala prevleka narejena iz SA, ki je pokazala najboljše dolgoročne protikorozijske lastnosti in najvišjo hidrofobnost. Testiral sem tudi prevleke pripravljene z kombinacijo SA in BTAH ali 2-MBI. Rezultati meritve so tudi v tem primeru pokazali, da so protikorozijske lastnosti boljše kakor v primeru uporabe samo SA, BTAH ali 2-MBI. Rezultati elektrokemijskih meritev na Cu so pokazali, da lahko postopek priprave prevlek še poenostavimo in skrajšamo čas potopitve v etanolni raztopini na 1 min, saj so bili rezultati testiranja protikorozijske zaščite Cu zadovoljivi tudi z krajšim potopitvenim časom. Testiral sem tudi vpliv dodajanja Vitamina E v etanolno raztopino SA pri pripravi prevleke na Cu in Cu40Zn. Rezultati elektrokemijskih meritev so pokazali, da dodajanje Vitamina E izboljša protikorozijske lastnosti prevleke, kako uporaba samo SA ali Vitamina E. Zaključim lahko, da kombiniranje korozijskega inhibitorja in karboksilne kisline pri pripravi prevleke pozitivno vplivala na protikorozijske lastnosti prevleke. Prevleke narejenen s kombiniranjem korozijskega inhibitorja in karboksilne kisline so pokazale boljšo dolgoročno protikorozijsko zaščito kakor prevleke narejene samo s inhibitorjem ali karboksilno kislino. Tvorjenje prevlek je hiter postopek, kar so pokazali testi narejeni na Cu s prevlekami pri katerih je bil čas potopitve skrajšan na 1 minuto. Dodajanje Vitamin E pri pripravi prevlek s karboksilnimi kislinami prav tako kaže pozitiven vpliv na protikorozijske lastnosti prevlek.

07.08.2023