Эксплуатация магния и его сплавов ограничена их низкой коррозионной стойкостью. Поэтому в реальных условиях необходимо модифицировать поверхностные свойства изделий из магниевых сплавов так, чтобы остановить или существенно замедлить разрушительные коррозионные процессы. В данной работе предложен подход к получению противокоррозионных покрытий для магниевых сплавов, основанный на электродуговом нанесении слоя алюминия на поверхность магния, лазерной обработке этого слоя и последующей хемосорбции гидрофобного агента. Получающееся по предложенной технологии покрытие является супергидрофобным и характеризуется очень высокой стойкостью супергидрофобного состояния при контакте с коррозионно-активными средами. Длительные исследования покрытия на водостойкость, устойчивость к солевому туману и при погружении в хлоридсодержащий раствор показало очень высокую химическую стойкость покрытия и сохранение чрезвычайно высоких противокоррозионных свойств даже при непрерывном контакте с солевым раствором в течение 2-х месяцев. Наблюдающаяся эффективность коррозионной защиты разработанных покрытий объясняется супергидрофобным состоянием поверхности и большей химической инертностью оксида алюминия по сравнению с оксидами и гидроксидами магния.
Целью настоящей статьи было продемонстрировать повышение коррозионной стойкости двух нержавеющих сталей после нанесения нанослоев. Вопросы, на которые мы хотели ответить, заключались в следующем: как время самоорганизующегося осаждения влияет на компактность нанослоев и на то, как состав стали влияет на осаждение нанопленки, ее компактность и антикоррозийные свойства. Чтобы ответить на эти вопросы, были приготовлены методом погружения самоорганизующиеся молекулярные слои; нанослои характеризовались величиной смачиваемости водой и образцы двух различных нержавеющих сталей с нанопленками и без них подвергались воздействию агрессивных сред (раствор натрий хлорида). Влияние хлорид–ионов на твердые поверхности визуализировали методом атомной силовой микроскопии и характеризуется параметрами шероховатости. Антикоррозийная эффективность вызвано составом поверхности стали, а также различной самоорганизующейся адсорбцией. Время было объяснено экспериментальными данными.
Определены скорости осаждения хлоридов на поверхность материала, используя пробоотборники различного типа, и рассчитаны коэффициенты линейной корреляции между данными пробоотборников. Получена экспоненциальная зависимость среднегодовой скорости осаждения хлоридов от расстояния до берега моря. Определены категории коррозионной агрессивности атмосферы при разной ориентации образцов углеродистой стали, цинка, меди и алюминия и на различных расстояниях от берега моря.
Методами гравиметрии, снятия поляризационных кривых и импедансной спектроскопии изучено защитное действие моно- и диэтаноламида кокосового масла (МЭАК, ДЭАК), моноэтаноламида таллового масла (МЭАТ), диэтаноламида подсолнечного масла (ДЭАП), а также смесей МЭАК с неорганическими солями (хлорид, бромид, иодид и роданид калия) при коррозии стали в серной кислоте. Установлено, что при исследованных концентрациях амиды и неорганические соли обеспечивают защиту стали от коррозии в 0,5 М серной кислоте на 70–91% и 90–94% при температуре 20С соответственно. Смесь МЭАК (0,5%) с неорганическими солями (0,01 М) защищает сталь при указанной температуре на 94–99%. При повышении температуры эффективность индивидуальных соединений и ингибиторных смесей уменьшается. Установлено влияние компонентов и их смесей на частные электродные реакции процесса коррозии. Определены степень заполнения поверхности ингибиторами и величина свободной энергии адсорбции.
Приведены результаты ускоренных коррозионных испытаний эффективности смесевых летучих ингибиторов коррозии при защите металлов в условиях периодической конденсации влаги. Показано, что летучий ингибитор коррозии ИФХАН–8Б эффективно защищает все испытанные марки сталей и чугун, в то время как ИФХАН–118 эффективен по отношению ко всем исследуемым конструкционным материалам. Исследования, проводимые с целью определения способности этих ингибиторов подавлять биокоррозию выявили, что ингибитор ИФХАН–118 обладает фунгицидным действием, а ИФХАН–8Б является фунгистатиком.
Разработан раствор для нанесения защитных-адгезионных церийсодержащих покрытий на поверхность алюминиевого сплава АМг6 с целью замены токсичного процесса хроматирования в автомобильной и других отраслях промышленности.
Разработанный раствор, содержит: 5–10 г/л Ce(NO3)3·6H2O, 30–40 мл/л H2O2, 0,5–1,5 г/л таннин.
Покрытия с наилучшими физико-химическими характеристиками формируются в растворе с рН=2–3, при температуре18–25°С и продолжительности процесса 10–15 мин. Оптимальная температура сушки 120–160°С.
Формирующиеся в приведенных условиях покрытия состоят из оксидов церия CeO2, Ce2O3, а также оксид алюминия Al2O3. Введение сложного эфира галловой кислоты (в количестве 0,5–1,5 г/л) в рабочий раствор приводит к изменению химического состава формирующихся покрытий, а именно к исключению в его составе соединений нем CeO2. Это способствует увеличению защитной способности покрытий.
Разработанный раствор для формирования защитно-адгезионных покрытий на алюминии является альтернативой токсичным растворам хроматирования.
Адсорбция на окисленной поверхности меди из боратного буфера (pH 7,4), анионов солей алкилмалоновых кислот (АМК), с алкилами, содержащими разное число углеродных атомов, nC, измеренная эллипсометрическим методом при Е = 0,0 В адекватно описывается полным уравнением изотермы Темкина. Величина стандартной свободной энергии адсорбции (–∆G0a ) для их анионов составляет 47,7 кДж/моль для малоната и достигает 83,9 кДж/моль для нонилмалоната натрия. Это свидетельствует о химической природе адсорбции. Коррозионное поведение меди в водных растворах натриевых солей изучено методами поляризационных и коррозионных испытаний. Добавление 2 ммоль/л солей АМК в боратный буфер, содержащий 10 ммоль/л NaCl, замедляет анодное растворение меди, увеличивая ее потенциал локальной депассивации (Епт). Чем длиннее алкил в ингибиторе, тем более выражены его пассивационные эффекты. Семидневные коррозионные испытания меди в 10 ммоль/л растворе NaCl, проведенные в присутствии солей алкилмалоновых кислот, показали, что защитный эффект возрастает с увеличением, как концентрации ингибитора Cин, так и nC. В диапазоне Cин = 0,5–3 ммоль/л степень защиты меди анионами малоновой кислоты увеличивается с 26 до 76%, а нонилмалоновой кислоты с 66 до 95%, доказывает эффективность хемосорбции при защите от коррозии меди нонилмалоната натрия.
Изучено адсорбционное и пассивирующее действие 3-амино-1,2,4-триазола (3-АТ) и 5-CF3-3-амино-1,2,4-триазола (ТФАТ) на меди в нейтральном боратном буферном растворе. Оба соединения хемосорбируются на окисленной поверхности меди при потенциале E=0,0 В (н.в.э.) с величинами свободных энергий адсорбции 57,7 и 96,6 кДж/моль для 3-АТ и ТФАТ, соответственно. Эллипсометрическим методом подтвердили образование комплекса Cu(I)-ТФАТ, обнаруженного ранее методами рентгенофотоэлектронной и Оже-спектроскопии. Толщина комплекса Cu(I)-ТФАТ за 220 мин окисления при E=0,35 В достигает ≈4 нм.
Кремнийорганические грунтовки на основе силанов часто используют для повышения адгезии между поверхностью металла и лакокрасочным покрытием. Вместе с тем, возможно нанесение полимерных плёнок из органосиланов с помощью парогазового осаждения. Эта методика позволяет получать равномерные тонкие полимерные слои с высокими барьерными свойствами. В настоящей работе были исследованы адсорбция и полимеризация винилтриметоксисилана на поверхности алюминиевого сплава АМг3 в присутствии паров воды и этиленгликоля. Показано, что этиленгликоль является эффективным промотором полимеризации за счёт сшивки гидроксильных и этанольных групп при поликонденсации молекул силана и этиленгликоля на поверхности металла. С помощью рентгенофотоэлектронного микроанализа и коррозионно электрохимических методов были изучены защитные свойства полученных полимерных плёнок и их взаимодействие с исходной поверхностью алюминиевого сплава АМг3 и оксидированной в конвертирующем составе ИФХАНАЛ-2. Показано, что пропитка оксидных покрытий органосиланами методом парогазового осаждения существенно повышает их коррозионную стойкость.
В качестве ингибиторов коррозии (ИК) меди в нейтральных хлоридсодержащих растворах исследованы дикарбоновые кислоты и их соли. Одна из них, сукцинат натрия, в боратном буферном растворе (рН 7,4), содержащем 10 ммоль NaCl, уменьшает величину тока пассивации iп и увеличивает потенциал локальной депассивации Елд. Натриевые соли смеси алкенилянтарных кислот (НСАЯК) с числом углеродных атомов в алкениле nc=12–15 (КАП-25) являются более гидрофобными и за счет этого показывают лучшие защитные свойства. В том же растворе они при меньших концентрациях Син уменьшают iп и существенно повышают Елд. Другой гидрофобный ИК, тридеканоат натрия с nc=12, показал лучшую эффективность при стабилизации пассивного состояния меди по сравнению с сукцинатом натрия. Показано, что пассивационные свойства известного ИК олеата натрия, также имеющего двойную связь, и НСАЯК близки. Для сравнения эффективности этих ИК проведены ускоренные коррозионные испытания в условиях влажной атмосферы с ежесуточной конденсацией влаги на образцах меди, запассивированной в водных растворах НСАЯК, олеата или тридеканоата натрия. Показано, что в отсутствии хлоридов лучшие защитные свойства показал раствор НСАЯК, но, если после пассивации медных образцов их на 10 секунд погружали в воду, содержащую 1 г/л NaCl, защитные свойства НСАЯК становились слабее, чем у тридеканоата натрия. Для усиления защиты меди анионами НСАЯК в присутствии хлоридов использовали добавки 2-меркаптобензотиазола (2-МБТ), способного образовывать труднорастворимые комплексы с Cu(I). Исследования проводили методом спектроскопии электрохимического импеданса (СЭИ) и с помощью коррозионных испытаний. Показано, что в растворе 3,5% NaCl, содержащем только НСАЯК, полученные годографы описывались эквивалентной электрической схемой Рэндлса-Эршлера, а в присутствии 2-МБТ добавлялась Rс–Cс цепочка, характеризующая свойства слоя сформированного комплекса. Сравнение рассчитанных значений Rс позволило выявить наилучшие композиции ИК. Показано, что малые добавки 2-МБТ значительно усиливают защитное действие НСАЯК, причем наблюдается синергетический эффект: композиция этих ИК может быть эффективнее самого 2-МБТ, который в нейтральных средах малорастворим. Вывод о взаимном усилении защиты меди этими ИК был подтвержден коррозионными испытаниями.