Nghiên cứu Đặc trưng và Đặc tính Chống ăn mòn của Các lớp phủ Ni tinh khiết và lớp phủ Nanocomposite Ni–V2O5 được Phát triển bằng Phương pháp Điện phân Dòng điện Một chiều và Dòng điện Xung

Surface Engineering and Applied Electrochemistry - Tập 59 - Trang 569-581 - 2023
Mohan Reddy R.1, B. M. Praveen2
1Department of Chemistry, BMS College of Engineering, Bull temple road, Bengaluru, India
2Department of Chemistry, College of Engineering and Technology, Srinivas University, Mukka, India

Tóm tắt

Các lớp phủ nickel (Ni) tinh khiết và lớp phủ nanocomposite nickel–vanadium pentoxide (Ni–V2O5) đã được phát triển trên các nền thép carbon mềm thông qua phương pháp điện phân dòng điện một chiều (DC) và dòng điện xung (PC) sử dụng bể điện phân sulfamat bằng cách tối ưu hóa tất cả các thông số phù hợp. Các đặc trưng hình thái bề mặt và cấu trúc của lớp phủ Ni tinh khiết và lớp phủ nanocomposite Ni–V2O5 đã được phân tích bằng các kỹ thuật quang phổ như kính hiển vi điện tử quét (SEM) được trang bị các phụ kiện để phân tích phổ năng lượng tán xạ (EDS) và phân tích phổ nhiễu xạ tia X (XRD). Nghiên cứu SEM xác nhận rằng hình thái bề mặt của lớp phủ Ni tinh khiết đã thay đổi do sự bổ sung của các hạt nano V2O5 vào ma trận kim loại nickel và thành phần hóa học của tất cả các lớp phủ được xác định bằng EDS. Nghiên cứu XRD đã chứng minh rằng các nanocomposite có độ chống ăn mòn cao cho thấy sự định hướng ưu tiên về mặt (111). Tốc độ ăn mòn của tất cả các lớp phủ được khảo sát trong môi trường ăn mòn 3.5% bằng cách sử dụng các kỹ thuật điện hóa như mở rộng Tafel và trở kháng AC. Các lớp phủ phát triển bằng PC cho thấy khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với các lớp phủ phát triển bằng DC. Lớp phủ nanocomposite Ni–V2O5 0.125 g/L thu được bằng PC cho thấy các bán vòng mở rộng hơn với giá trị Rp cao hơn và một sự dịch chuyển dương hơn với độ chống ăn mòn cao trong quá trình phân tích trở kháng AC và mở rộng Tafel tương ứng. Các lớp phủ phát triển bằng PC cho thấy độ cứng vi mô được cải thiện so với các lớp phủ phát triển bằng DC trong quá trình thử nghiệm độ cứng vi mô của tất cả các lớp phủ đã nghiên cứu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Ahamad, I., Prasad, R., and Quraishi, M.A., Adsorption and inhibitive properties of some new Mannich bases of Isatin derivatives on corrosion of mild steel in acidic media, Corros. Sci., 2010, vol. 52, no. 4, p. 1472. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.01.015 Singh, A. and Quaraishi, M.A., Effect of Cefazolin of the corrosion of mild steel in HCl solution, Corros. Sci., 2010, vol. 52, p. 152. Di Bari and George, A., Electrodeposition of nickel, in Modern Electroplating, Schlesinger, M. and Paunovic, M., Eds., Hoboken, NJ: Wiley, 2010, ch. 3, p. 79. Ojo Sunday Isaac Fayomi and Abimbola Patricia Idowu Popoola, Corrosion propagation challenges of mild steel in industrial operations and response to problem definition, J. Phys.: Conf. Ser., 2019, vol. 1378, no. 2, p. 022006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1378/2/022006 Khodair, Z.T., Khadom A.A., and Jasim H.A., Corrosion protection of mild steel in different aqueous media via epoxy/nanomaterial coating: Preparation, characterization and mathematical views, J. Mater. Res. Technol., 2019, vol. 8, no. 1, p. 424. Lin, Z., Li, X., and Xu, L., Electrodeposition and corrosion behavior of zinc-nickel films obtained from acid solutions: Effects of TEOS as additive, Int. J. Electrochem. Sci., 2012, vol. 7, p. 12507. Ranganatha, S., Venkatesha, T.V., Vathsala, K., and Kumar, P.M.K., Electrochemical studies on Zn/nano-CeO2 electrodeposited composite coatings, J. Surf. Coat. Technol., 2012, vol. 208, p. 64. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.08.004 Rusu, D.E., Ispas A., Bund, A., Gheorghies, C., and Cârâc, G., Corrosion tests of nickel coatings prepared from a Watts-type bath, J. Coat. Technol. Res., 2012, vol. 9, no. 1, p. 87. https://doi.org/10.1007/s11998-011-9343-0 Bakhit, B., Akbari, A., Nasirpouri, F., and Hosseini, M.G., Corrosion resistance of Ni–Co alloy and Ni–Co/SiC nanocomposite coatings electrodeposited by sediment codeposition technique, Appl. Surf. Sci., 2014, vol. 307, p. 351. Siavash Imanian Ghazanlou, Ali Shokuhfar, Shiva Navazani, and Rezvan Yavari, Influence of pulse electrodeposition parameters on microhardness, grain size and surface morphology of Ni–Co/SiO2 nanocomposite coating, Bull. Mater. Sci., 2016, vol. 39, no. 5, p. 1185. https://doi.org/10.1007/s12034-016-1256-1 Garcia, I., Fransaer, J., and Celis, J.P., Electrodeposition and sliding wear resistance of nickel composite coatings containing micron and submicron SiC particles, Surf. Coat. Technol., 2001, vol. 148, p. 171. Surender, M., Balasubramaniam, R., and Basu, B., Electrochemical behaviour of electrodeposited Ni–WC composite coatings, Surf. Coat. Technol., 2004, vol. 184, p. 93. Chen, L., Wang, L., Zeng, Z., and Zhang, J., Effect of surfactant on the electrodeposition and wear resistance of Ni–Al2O3 composite coatings, Mater. Sci. Eng.: A, 2006, vol. 434, p. 319. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.06.098 Lampke, T., Wielage, B., Dietrich, D., and Leopold, A., Details of crystalline growth in co-deposited electroplated nickel films with hard (nano)particles, Appl. Surf. Sci., 2006, vol. 253, p. 2399. Praveen, B.M. and Venkatesha, T.V., Electrodeposition and properties of Zn-nanosized TiO2 composite coatings, Appl. Surf. Sci., 2008, vol. 254, no. 8, p. 2418. Gyftou, P., Pavlatou, E.A. and Spyrellis, N., Effect of pulse electrodeposition parameters on the properties of Ni/nano-SiC composites, Appl. Surf. Sci., 2008, vol. 254, p. 5910. Guo, C., Zuo, Y., Zhao, X., Zhao, J., et al., The effects of electrodeposition current density on properties of Ni-CNTs composite coatings, Surf. Coat Technol., 2008, vol. 202, p. 3246. Sen, R., Bhattacharya, S., Das, S., and Das, K., Effect of surfactant on the co-electrodeposition of the nano-sized ceria particle in the nickel matrix, J. Alloys Compd., 2010, vol. 489, p. 650. Minsu Liu, Bin Su, Yue Tang, Xuchuan Jiang, et al., Recent advances in nanostructured vanadium oxides and composites for energy conversion, Adv. Energy Mater., 2017, vol. 7, no. 23, p. 1700885. https://doi.org/10.1002/aenm.201700885 Nalini, S., Selvakumar, B., and Periasamy, P., Simple synthesis and characterization of V2O5 nanoparticles by microwave assisted wet chemical method, Int. J. Eng. Manuf. Sci., 2017, vol. 7, no. 2, p. 411. Yuan Yue, Lian Ma, Jingze Sun, Hae-Kwon Jeong, et al., Super-hierarchical Ni/porous-Ni/V2O5 nanocomposites, RSC Adv., 2017, vol. 7, no. 64, p. 40383. Ramesh Bapu, G.N.K. and Mohammed Yusuf, M., Electrodeposition of nickel–vanadium pentoxide composite and its corrosion behaviour, Mater. Chem. Phys., 1993, vol. 36, nos. 1–2, p. 134. https://doi.org/10.1016/0254-0584(93)90020-M Bindiya, S., Basavanna, S., and Arthoba Naik, Y., Electrodeposition and corrosion properties of Zn-V2O5 composite coatings, J. Mater. Eng. Perform., 2010, vol. 21, no. 9, p. 1879. Fayomi, O.S.I., Kanyane, L.R., Popoola, A.P.I., and Oyedepo, S.O., Electrolytic deposition of super-smart composite coating of Zn–V2O5–NbO2 on low carbon steel for defence application, Defence Technol., 2008, vol. 14, no. 5, p. 446. Dyamanna, T., Arthoba, N.Y. and Vinay Matad, M., Effect of vanadium pentoxide (V2O5) on the corrosion protection performance of Zn–Mn–V2O5 composite coating on mild steel, Anal. Bioanal. Electrochem., 2019, vol. 11, no. 3, p. 396. Fontana, M.G., Corrosion Engineering, New York: McGraw-Hill, 2013.