Импедансная спектроскопия бесхроматных конверсионных покрытий на медьсодержащих алюминиевых сплавах Д16 и В95Т3

Спектроскопия электрохимического импеданса представляет собой метод исследования различных свойств покрытий, включая конверсионные покрытия на алюминиевых сплавах. Этот метод позволяет анализировать процессы коррозии и механизмы защиты, предоставляя информацию о структуре и свойствах покрытий. Бесхроматные технологии получения покрытия методом химического оксидирования продолжают развиваться, поэтому понимание того, какие характеристики будут иметь покрытия на различных алюминиевых сплавах в зависимости от состава конвертирующего раствора и модифицирующих добавок является актуальной задачей. В данной статье с помощью метода электрохимического импеданса были исследованы ингибированные и неингибированные бесхроматные конверсионные покрытия ИФХАНАЛ-3, модифицированные 1,2,3 бензотриазолом и толилтриазолом (5-метилбензотриазолом). Было показано, что модифицирующие добавки по-разному влияют на покрытия на сплавах Д16 и В95Т3, что, вероятно, связано с различным содержанием легирующих элементов и, в первую очередь, с количеством меди в составе сплавов. При этом последующее наполнение покрытий в растворе ингибитора коррозии показывает наибольший эффект для модифицированных покрытий, если исходное покрытие обладало большей равномерности, согласно рассчитанным параметрам импеданса.

1. A. Lasia, Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications, Springer, 2014, 367 p. doi: 10.1007/978-1-4614-8933-7

2. M.E. Orazem and B. Tribollet, Electrochemical Impedance Spectroscopy, Wiley, 2008, 525 p. doi: 10.1002/9780470381588

3. A.S. Nguyen and N. Pébère, A local electrochemical impedance study of the selfhealing properties of waterborne coatings on 2024 aluminium alloy, Electrochim. Acta, 2016, 222, 1806–1817. doi: 10.1016/j.electacta.2016.11.152

4. E.V. Parfenov, A.L. Yerokhin and A. Matthews, Impedance spectroscopy characterisation of PEO process and coatings on aluminium, Thin Solid Films, 2007, 516, no. 2–4, 428–432. doi: 10.1016/j.tsf.2007.06.169

5. И.М. Медведев, А.Е. Кутырев и И.А. Волков, Исследование влияния наличия коррозионных повреждений на спектры импеданса анодно-оксидных покрытий, Электрохимия, 2022, 58, № 6, 261–272. doi: 10.31857/S042485702206007X

6. A.S. Nguyen, N. Causse, M. Musiani, M.E. Orazem, N. Pébère and B. Tribollet, Determination of water uptake in organic coatings deposited on 2024 aluminium alloy: Comparison between impedance measurements and gravimetry, Prog. Org. Coat., 2017, 112, 93–100. doi: 10.1016/j.porgcoat.2017.07.004

7. T. Zhang, H. Wang, Y. Li, X. Qian, B. Li, W. Yu, X. Zhang, J. Lin and H. Tang, Investigation of the microstructure, growth mechanism, and corrosion behavior of a new Zr–Ti conversion coating on 6016 aluminum alloy, J. Mater. Res. Technol., 2024, 30, 7585–7596. doi: 10.1016/j.jmrt.2024.05.138

8. H.H. Zhang, X. Zhang, H. Bian, L. Zhang, Y. Chen, Y. Yang and Z. Zhang, Superhydrophobic and self-healing silane-ceria composite coating implanted with 1,5-naphthalenediol inhibitor for corrosion protection of AA2024-T3 aluminum alloy, Surf. Coat. Technol., 2024, 476, 130256. doi: 10.1016/j.surfcoat.2023.130256

9. Commission Directive 2001/59/EC of 6 August 2001 Adapting to technical progress for the 28th time Council Directive 67/548/EEC on the approximation of laws, regulations and administrative provisions concerning the classification, packaging and labeling of hazardous substances relation to the EEA). Official Journal L 225, 21/08/2001, p. 0001–0333.

10. A.R. Khan, H.-J. Zhang, Z. Jun, S.M. Eldin, N. S. Alsaiari and K.M. Katubi, Electrochemical corrosion resistance of aluminum alloy 6101 with cerium-based coatings in an alkaline environment, Front. Chem., 2022, 10, 1066958. doi: https://doi.org/10.3389/fchem.2022.1066958

11. X. Guo, J. Wang, L. Huang, Y. Wang, L. Ma, D. Zhang and L. Ma, Corrosion inhibition and adsorption process of 3-amino-5-mercapto-1,2,4-triazole on aluminium alloy: Experimental and Theoretical Studies, Front. Mater., 2022, 9, 874899 doi: https://doi.org/10.3389/fmats.2022.874899

12. P. Rodič, S. Zanna, I. Milošev and P. Marcus, Degradation of sol-gel acrylic coatings based on Si and Zr investigated using electrochemical impedance, infrared and X-Ray Photoelectron Spectroscopies, Front. Mater., 2021, 8, 756447 doi: https://doi.org/10.3389/fmats.2021.756447

13. B. Minhas, S. Dino, L. Huang and D. Wu, Active corrosion protection by epoxy coating on Li2CO3-pretreated anodized aluminum alloy 2024-T3, Front. Mater., 2022, 8, 804328 doi: https://doi.org/10.3389/fmats.2021.804328

14. Yu.A. Kuzenkov, D.O. Chugunov, S.V. Oleynik and V.L. Voititsky, Protective chromate-free conversion coatings on AMg6 aluminum alloy with different types of surface treatment, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 2, 541–552. doi: 10.17675/2305-6894-2022-11-2-5

15. A.S. Koryakin, Yu.A. Kuzenkov, S.V. Oleinik and V.L. Voititsky, Chromium-free conversion protective coatings on 1424 aluminum alloy, Prot. Met. Phys. Chem. Surf., 2020, 56, no. 7, 1305–1310. doi: 10.1134/s2070205120070096

16. Yu.A. Kuzenkov, D.O. Chugunov, V.A. Karpov, T.T. Trang, S.V. Bel’skii and N.V. Thang, Protective properties of chromate-free conversion coatings for coppercontaining aluminum alloys in tropical climates, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 3, 1664–1672. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-3-17

17. Ю.Б. Макарычев, Ю.А. Кузенков, Д.О. Чугунов, О.Ю. Графов и А.Д. Алиев, Комбинированное нанесение полимерных пленок на основе силанов для защиты алюминиевого сплава АМг3 от коррозии, Коррозия: защита материалов и методы исследования, 2024, 2, № 2, 108–121. doi: 10.61852/2949-3412-2024-2-2-108-121