فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال سیزدهم شماره 3 (پیاپی 49، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/02
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مجتبی بابائی نژاد، منصور فرزام*، هادی اسکندری، ایمان دانایی صفحات 7-26

    در این مقاله، پوشش Ni-WC-TiO2 با جریان پالسی (PC) بر روی نمونه های St-37 (1 تا 5) و با جریان پالسی معکوس (PRC) بر روی نمونه های (6 تا 9) بوجود آمدند. به منظور بررسی مورفولوژی پوششها از تصاویر میکروسکوپی روبشی انتشار میدانی (FE-SEM) استفاده شد. پوشش حاصل از جریان پالسی معکوس دارای یکنواختی و ریزدانگی بیشتری نسبت به جریان پالسی می باشد. نتایج EDS نشان داد که عناصر کربن، تنگستن، تیتانیوم، اکسیژن و نیکل در هر دو نوع جریان آبکاری بر روی سطح تشکیل شده اند. عملکرد ضد خوردگی پوششها از طریق آزمونهای EIS و پلاریزاسیون بررسی گردید. تحلیل نتایج این تستها بهبود عملکرد ضد خوردگی نمونه های PRC را نسبت به نمونه های PC نشان داد. نتایج حاکی از این بود که حضورنانوذرات WC و TiO2 باعث کاهش مقاومت انتقال بار (Rct) نمونه 6، Rct=99.77 (ohm.cm2) نسبت به سایر نمونه ها شد، این نمونه همچنین دارای کمترین مقاومت پلاریزاسیون (Rp)، (ohm.cm2)233.57Rp = وبیشترین جریان خوردگی (icorr) نسبت به دیگر نمونه های مورد آزمون می باشد. کاهش دانسیته جریان از0.4 به 0.3 آمپر، باعث توزیع غیریکنواخت نانوذرات و درشت تر شدن اندازه کریستال ها در این پوشش شد که در نهایت باعث افزایش دانسیته جریان خوردگی در این نمونه شد. طبق نتایج مشاهده شد که نمونه9 (پوشش حاصل از جریان پالسی معکوس) دارای عملکرد ضد خوردگی بهتری نسبت به سایر نمونه ها می باشد RP=4933.1 (ohm.cm2). برای بررسی خواص مکانیکی پوشش ها از آزمون سختی سنجی ویکرز استفاده شد و نتایج حاکی از این بود که سختی نمونه ها در جریان ابکاری PRC بیشتر از جریان آبکاری است.

    کلیدواژگان: پوشش نانوکامپوزیتی، رسوب دهی الکتروشیمیایی، جریان پالسی و پالسی معکوس، کاربید تنگستن
  • امیررضا طالبی، سمیه محمدی* صفحات 27-48

    در این پژوهش اثر ماده آلی N-N-دی اتیل هیدروکسیل آمین (DEHA) به همراه نانو لایه های گرافن اکساید (MLGO) در پوشش های غنی از روی، به عنوان بازدارنده خوردگی بر کاهش میزان جدایش کاتدیک و افزایش مقاومت به خوردگی بسترهای فولادی مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور رنگ هایی با درصد های وزنی متفاوت از DEHA و گرافن اکساید ساخته شد و بر روی بسترهای فلزی اعمال شد. به منظور بررسی جذب بازدارنده DEHA بر روی نانوصفحات MLGO و ایجاد برهمکنش با آن، ترکیب N-N-دی اتیل هیدروکسیل آمین به نسبت وزنی 2 به 1 با MLGO با استفاده از آنالیز FT-IR و TGA و SEM-EDX بررسی شد. اثر بازدارندگی DEHA در پوشش توسط آزمایش مه نمکی و آنالیز چسبندگی پول-آف، تست جدایش کاتدیک و امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش درصد وزنی بازدارنده DHEA نسبت به MLGO در نسبت وزنی 2 به 1 از بازدارنده و MLGO، میزان جدایش کاتدیک کاهش و مقاومت به خوردگی به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: N-N-دی اتیل هیدروکسیل آمین، نانولایه های گرافن اکساید، غنی از روی، جدایش کاتدیک
  • محمدرضا تجری، امیرحسین نوربخش نژاد، احسان محمدی زهرانی* صفحات 49-72

    در این مقاله مروری بر انواع پوشش های تبدیلی و روش های موثر برای افزایش کیفیت این پوشش ها و عوامل موثر بر عملکرد پوشش‏های تبدیلی در افزایش مقاومت به خوردگی آلیاژهای منیزیم پرداخته شده است. منیزیم و آلیاژهای آن ازنقطه نظر زیست تخریب پذیر بودن برای ساخت ایمپلنت ها در محیط های فیزیولوژیکی مثل بدن انسان بسیار مناسب هستند و همچنین سختی نزدیک استخوان دارند. علاوه بر این، از ویژگی های منیزیم می توان به وزن کم، استحکام بالا و سازگاری زیستی خوب اشاره کرد که تحولی شگرف در زمینه پزشکی برای نسل جدید مواد زیستی ایجاد کرده است. بااین حال کاربرد آلیاژهای منیزیم با تخریب زیاد به دلیل آزادشدن گاز هیدروژن در اثر بهبود بافت های احاطه شده همراه است. در طول دوره بهبودی، ایمپلنت های منیزیمی قبل از بهبود استخوان به دلیل روند تخریب زیاد، یکپارچگی مکانیکی خود را از دست می دهند. برای غلبه بر این محدودیت ها، روش ها و تکنیک های مختلفی برای کنترل میزان تخریب منیزیم تا سطوح قابل قبول ارایه شده است. در بین روش های مختلف، پوشش های تبدیلی شیمیایی، ساده و مقرون به صرفه ترین روش هستند که حتی توانایی برطرف کردن نقطه ضعف اجزای دارای طرح های پیچیده مانند ایمپلنت و استنت ها را دارا هستند. پوشش های تبدیلی یکنواخت و بسیار چسبنده بوده و به راحتی با تغییر دما، pH حمام و سایر ویژگی های موثر می توان خصوصیاتی مورد انتظار از پوشش را به دست آورد. با توجه به مطالعات گسترده صورت گرفته طی سالیان اخیر در این زمینه، در این پژوهش انواع پوشش‏های تبدیلی و نقاط قوت و ضعف هریک از این پوشش‏ها در بهبود رفتار خوردگی منیزیم مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: آلیاژهای منیزیم، مقاومت به خوردگی، پوشش تبدیلی، زیست ‏سازگاری
  • اسمعیل اکبری نژاد*، دانیال ایروانی، علی شفیع زاده اسفندآبادی، ناصر اسمعیلی صفحات 73-84

    پروب کلوین روبشی (SKP) یک روش غیرمخرب و بدون تماس برای بررسی سطح است که بهطور گسترده در ارزیابی عملکرد بازدارنده های خوردگی، بررسی مکانیسم بازدارندگی، تعیین غلظت بهینه و ارزیابی اثربخشی بازدارنده ها در محیط های مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. این روش، بر اساس اندازهگیری اختلاف پتانسیل تماسی (CPD) بین سطح نمونه و الکترود مرجع، اطلاعاتی در مورد رفتار الکتروشیمیایی سطح ارایه میدهد. با استفاده از روش SKP و مقایسه نتایج آن با آزمونهای الکتروشیمیایی نظیر طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک (PDP)، به درک جامع تری از فرآیند خوردگی میتوان دست یافت. در این پژوهش، رفتار بازدارندگی نمک های چهارتایی آمونیوم (QAS) از خوردگی فولاد آلیاژی X65 در محیط ترش (H2S) و دمای 60 درجه سانتیگراد، با استفاده از روش های EIS و PDP مورد بررسی قرار گرفت، سپس نتایج این بررسیها با پروب کلوین روبشی مورد تایید قرارگرفت.

    کلیدواژگان: پروب کلوین روبشی، بازدارنده های خوردگی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک
  • علیرضا حسین زاده*، سیروس جوادپور، سمانه رضائی صفحات 85-98

    هدف از این پژوهش بررسی میزان اثربخشی ممانعت از خوردگی دو بازدارنده آلی حاوی گروه عاملی تیازولی براساس نتایج تیوری تابع چگالی استخراج شده از نرم افزار Gaussian 09W و سپس مقایسه و بررسی راستی آزمایی این نتایج به کمک آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک بود. نتایج نشان داد دو بازدارنده خوردگی Mercapto Benzo Thiazole و Aneurin به عنوان بازدارنده های تشکیل دهنده فیلم و از نوع ترکیبی بوده و توانایی ممانعت از خوردگی فولاد کربنی در محیط اسید کلریدریک را دارند. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد داده های حاصل از آزمون های آزمایشگاهی و پارامترهای استخراج شده از نرم افزار موید یکدیگر بودند. از میان این دو بازدارنده، Mercapto Benzo Thiazole به علت وجود هترواتم های بیشتر و قوی تر و تمایل بالاتر به الکترون دهی، درصد بازدارندگی بالاتری را نشان داد به طوری که بازدهی بازدارندگی مقدار ppm 200 از این ماده در 25 درجه سانتیگراد %87 گزارش شد.

    کلیدواژگان: بازدارنده خوردگی، تئوری تابع چگالی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، Mercapto Benzo Thiazole
  • سعیده رضایی فرد، تقی شهرابی فراهانی*، بهرام رمضان زاده صفحات 99-125

    در این تحقیق، از یک نانوحامل هیبریدی سنتز شده به روش هم رسوبی متشکل از هیدروکسید لایه ای مضاعف (LDH) و نانولوله های کربنی چند دیواره (MWCNT)، به عنوان نانوحامل حاوی بازدارنده خوردگی به منظور بهبود عملکرد حفاظت از خوردگی پوشش اپوکسی اعمالی برSt12 در محیطwt. NaCl % 5/3 استفاده شده است. همچنین، با افزودن نانوذرات سدیم تری فسفات ((TSP به عنوان بازدارنده خوردگی، به نانوذرات هیبریدی سنتز شده، پوشش هوشمند ضدخوردگی ساخته شد که صحت سنتز نانوذرات هیبریدی MgAl-LDH/OCNT و همچنین درستی بارگذاری مولکول بازدارنده TSP در ساختار MgAL-LDH/OCNT با آزمون های مشخصه-یابی نظیر XRD، RAMAN و FTIR نشان داده شد و مورفولوژی نانوذرات با آزمون های FE-SEM و TEM مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، سازوکار بازدارندگی خوردگی با استفاده از آزمون های الکتروشیمیایی EIS و پلاریزاسیون، و آنالیز مشخصه یابی سطح، با استفاده از آزمون FE-SEM بررسی شد. نتایج آزمون پلاریزاسیون کاهش 20% میزان چگالی جریان خوردگی را نشان داد. در ادامه، خواص ضدخوردگی پوشش کامپوزیت اپوکسی توسط آزمون EIS مورد بررسی قرار گرفت و نتایج، بازدارندگی فعال پوشش TSP-LDH/OCNT/EP در مناطق خراش را نشان داد، به عبارت دیگر، افزایش مقدار Rct از 97/65 به k.cm287/94، انعکاس بهبود رفتار خودترمیم شوندگی این سامانه می باشد. علاوه بر این، نتایج آزمون چسبندگیPull off و جدایش کاتدی، دوام خواص ضدخوردگی نمونه های پوشش داده شده با نانوذرات LDH/OCNT وTSP-LDH/OCNT را به علت سازگاری بهتر با زمینه اپوکسی نشان داد که منجر به کاهش افت چسبندگی و کاهش قطر جدایش کاتدی تا حدود %36 و در نتیجه، باعث بهبود مقاومت به خوردگی پوشش اپوکسی شد.

    کلیدواژگان: نانوذرات هیبریدی MWCNT-O، LDH، بازدارنده خوردگی، پوشش اپوکسی
|
  • M. Babaei Nezhad, M. Farzam *, H. Eskandary, I. Danaee Pages 7-26

    In this study, Ni-WC-TiO2 coating was produced by pulsed current (PC) on St-37 samples (1-5) and by pulsed reverse current (PRC) on samples (6-9). In order to investigate the morphology of the coatings, field emission scanning microscopic (FE-SEM) images were used. The coating resulting from the pulsed reverse current has more uniformity and fineness than the pulsed current. The EDS results showed that Carbon, tungsten, titanium, oxygen and nickel elements were formed on the surface in both plating currents. The anti-corrosion performance of the coatings was investigated through EIS and polarization tests. The analysis of the results of these tests showed the improvement of the anti-corrosion performance of PRC samples compared to PC samples. The results indicated that the presence of WC and TiO2 nanoparticles decreased the Rct (charge transfer resistance) of sample 6, Rct=99.77 (ohm.cm2 ) compared to other samples, this sample also has the lowest Rp (polarization resistance) , Rp=233.57 (ohm.cm2 ) and the highest icorr (corrosion current) is icorr=3.46E-5 (μA/cm2 ) compared to other tested samples. Decreasing the current density from 0.4 to 0.3 amps caused the non-uniform distribution of nanoparticles and the crystal size in this coating and finally increased the corrosion current density in the sample. According to the results, it was observed that sample 9 (pulse reverse current coating) has better anti-corrosion performance than other samples, RP=4933.1 (ohm.cm2 ). Vickers hardness test was used to check the mechanical properties of the coatings and the results indicated that the hardness of the samples in the PRC plating current is higher than that of the PC plating current.

    Keywords: Nano-composite coating, Electrodeposition, Pulsed current, Pulsed reverse current, Tungsten carbide
  • A. Talebi, S. Mohammadi* Pages 27-48

    In this research, the effect of the organic substance N-N-diethylhydroxylamine (DEHA) along with multi layered graphene oxide (MLGO) in zinc-rich coating as a corrosion inhibitor on reducing the cathodic disbonding and increasing the corrosion resistance of steel substrates was investigated. For this purpose, paints with different weight percentages of DEHA and MLGO were made and applied on metal substrates. In order to investigate the adsorption of DEHA inhibitor on MLGO nanosheets and create interaction with it, the combination of N-Ndiethylhydroxylamine in a ratio of 2:1 with MLGO was investigated using FT-IR, TGA and SEM-EDX analysis. The inhibitory effect of DEHA in the coating was investigated by salt fog test and pull-off adhesion and cathodic disbondment and electrochemical impedance analysis. The results showed that by increasing the weight percentage of DHEA inhibitor compared to MLGO from 0.5 to 2% in the coating structure, the amount of cathodic disbonding decreased and the corrosion resistance increased significantly.

    Keywords: N-N-diethylhydroxylamine, multi layered graphene oxide, zinc rich, cathodic disbonding
  • M. Tajari, A. Noorbakhsh Nezhad, E. Mohammadi Zahrani * Pages 49-72

    Magnesium and its alloys are very suitable for making implants in physiological environments such as the human body from the point of view of being biodegradable, and they also have a hardness close to the bone. In addition, the characteristics of magnesium include lightweight, high strength, and good biocompatibility, which has created a tremendous change in the field of medicine for the new generation of biomaterials. However, magnesium alloys are associated with high degradation due to the release of hydrogen gas and the improvement of the surrounding tissues. Magnesium implants lose their mechanical integrity during the healing period before the bone heals due to the high degradation process. Various methods and techniques have been proposed to control the amount of magnesium degradation to acceptable levels. This article discusses an overview of the types of conversion coatings, effective methods to increase the quality of these coatings, and the factors affecting the performance of conversion coatings in improving the corrosion resistance of magnesium alloys. Among the different approaches, chemical conversion coatings are the most simple and cost-effective method, which even can remove the weak points of components with complex designs such as implants and stents. The conversion coatings are uniform and very sticky, and the expected characteristics of the coating can be obtained easily by changing the temperature, pH of the bath, and other compelling features. In this research, the types of conversion coatings and the strengths and weaknesses of each of these coatings have been investigated.

    Keywords: Magnesium Alloys, Corrosion Resistance, Coating, Biocompatibility
  • E. Akbarinezhad *, D. Iravani, A. Sh. Esfandabadi, N. Esmaeili Pages 73-84

    The scanning Kelvin probe (SKP) is a non-destructive and non-contact method for surface inspection, which is widely used in evaluating the performance of corrosion inhibitors, investigating the mechanism of inhibition, determining the optimal concentration, and evaluating the effectiveness of inhibitors in different environments. This method provides information about the electrochemical behavior of the surface based on the measurement of the contact potential difference (CPD) between the sample surface and the reference electrode. A more comprehensive understanding of the corrosion process can be achieved by using the SKP method and comparing its results with electrochemical measurements such as electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP). In this research, the inhibition behavior of quaternary ammonium salts (QAS) against the corrosion of X65 carbon steel in the sour environment (H2S) at 60 °C was investigated using EIS and PDP tests, then the results were confirmed with the scanning Kelvin probe.

    Keywords: SKP, Corrosion inhibitors, EIS, PDP
  • A.R. Hoseinzadeh, S. Javadpour, S. Rezaee Pages 85-98

    The purpose of this research was investigation the effectiveness of two organic inhibitors containing thiazole functional group for preventing corrosion based on the results of density function theory extracted from Gaussian 09W software and then comparing and verifying these results with the potentiodynamic polarization test results. The results showed that two corrosion inhibitors, Mercapto Benzo Thiazole and Aneurin, were film-forming and mixed type inhibitors and have the ability to prevent the corrosion of carbon steel in hydrochloric acid environment. The analysis of the results showed that the data obtained from the laboratory tests and the parameters extracted from the software were verified each other. Among these two inhibitors, MBT showed a higher inhibition percentage due to the presence of more and stronger heteroatoms and a higher tendency to donate electrons, so that the inhibition efficiency of 200 ppm of this inhibitor at 25 °C was reported 87%.

    Keywords: Corrosion Inhibitor, Density Function Theory, Potentiodynamic Polarization, MercaptoBenzo Thiazole
  • S. Rezaeifard, T. Shahrabi Farahani *, B. Ramezanzadeh Pages 99-125

    In this study, a synthesize hybrid nanocarrier by co-precipitation method consisting of double-layer hydroxide (LDH) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) was used as a nanocarrier containing corrosion inhibitor in order to enhance the corrosion protection performance of applied epoxy coating on St12 substrate in 3.5 wt.% NaCl environment. Also, by adding sodium triphosphate (TSP) nanoparticles as a corrosion inhibitor to the synthesized hybrid nanoparticles, a smart anti-corrosion coating was made, which confirmed the correctness of the synthesis of MgAl-LDH/OMWCNT hybrid nanoparticles and the correction of loading of the TSP inhibitor molecule in the MgAL-LDH /OMWCNT structure by characterization tests such as XRD, Raman and FTIR and the corrosion inhibition mechanism was carried out using EIS, polarization and FE-SEM/EDS analyses. The polarization results showed the 20% reduction of corrosion current density. In the following, the anti-corrosion properties of the epoxy composite coating were investigated by EIS analysis. The results showed the active inhibition of the TSP-LDH/OMWCNT/EP coating in the scratch areas, in the other word an enhancement of Rct, from 65.97 k.cm2 for pure EP sample to 94.87 k.cm2 for TSP-LDH/OMWCNT/EP indicated the reflection of improvement self-healing behavior of the system. Moreover, the results of pull-off adhesion and cathodic delamination tests demonstrated the durability of the anti-corrosion properties of the coated samples with LDH/OMWCNT and TSP-LDH/OMWCNT nanoparticles due to better compatibility with the epoxy, which led to a decrease in adhesion loss and a 36% decline in the diameter of cathodic delamination to 36% and so it indicated the improvement in the corrosion resistance of epoxy coating.

    Keywords: LDH, O-MWCNT hybrid nanoparticles, Corrosion inhibitor, Epoxy coating