ملخص المقال

من أجل تجنب مشاكل التآكل للمعادن، تم استخدام طرق مختلفة مثل الورنيش الواقي، مثبطات التآكل وكذلك عن طريق إنشاء الأغلفة المعدنية الرقيقة. كما أظهر استخدام الأغلفة المعدنية الرقيقة المكون من خلائط الزنك مقاومة تآكل أفضل من غلاف الزنك النقي. ومع ذلك ، تظل الحماية طويلة المدى باستخدام الزنك تمثل تحديًا، وعليه تم اقتراح استخدام المعالجات المسبقة للسطوح المحولة. تظهر عمليات التحويل باستخدام الكرومات أفضل النتائج فيما يتعلق بتآكل الفولاذ المجلفن ، لكن استخدام الكروم (VI) يطرح مشاكل بيئية عديدة، حيث أن الكروم السداسي التكافؤ يعد مادة سامة، مسرطنة ومتحركة في البيئة. أحد علاجات تخميل التآكل البديلة الواعدة للغاية يستخدم أكاسيد الأتربة النادرة ، وخاصة أكسيد السيريوم. تتم عملية المعالجة بالتخميل عن طريق الغمر في محاليل أملاح السيريوم أو بالترسيب بطريقة القطب السالب أو بطريقة القطب الموجب. في حالة الترسيب بطريقة القطب السالب، يرتبط تشكيل طبقات رقيقة على السطح عمومًا بتكوين أكاسيد السيريوم أو هيدروكسيدات السيريوم في مواقع القطب السالب على سطح المعدن. تم تطوير دراستنا الحالية في هذا السياق.
في إطار هذا العمل تم دراسة تأثير العوامل المختلفة المتعلقة بعملية الترسيب الكهربائي (كثافة التيار) وتلك المتعلقة بالمحلول (درجة الحرارة، تركيز المادة العضوية المضافة ودرجة الحموضة) على تطور طلاءات أكسيد السيريوم الموضوعة بطريقة الترسيب الكهربائي على فولاذ مجلفن كهربائيًا باستخدام محلول كلوريد السيريوم 0.01 مول/ل. تمت دراسة جدوى وحركية تكوين الرواسب باستخدام المنحنيات الفولتميترية والكرونوبوتينية. كما تم دراسة التشكل السطحي والتضاريس والبنى الدقيقة لطبقات الطلاء باستخدام المجهر البصري، والمسح المجهري الإلكتروني الموصول بجهاز التحليل الطيفي المشتت للطاقة، وكذلك باستخدام جهاز قياس انحراف الأشعة السينية ومجهر القياس البصري للضوء الأبيض. تم تقييم الخصائص الكهروكيميائية للرواسب في وسط عدواني (0.5 مول/ل من كلوريد الصوديوم) باستخدام التقنيات الثابتة (مقاومة الاستقطاب ، منحنى تافل) وغير الثابتة (التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية).
أظهرت النتائج أن الأغلفة المعدنية الرقيقة لأكسيد السيريوم يحسن بشكل كبير مقاومة التآكل لصفائح الحديد المجلفن كهربائيا. كما زادت هذه المقاومة بشكل كبير مع استخدام مادة مضافة عضوية لمحلول الترسيب والمتمثل في حمض الخل في حالتنا. تم اختبار تراكيز مختلفة (3-10، 2-10، 1-10، 1 و 2 مول/ل)، وأظهرت التحليلات لدراسة التشكل السطحي والتضاريس و الدراسة الكهروكيميائية أن الأغلفة المعدنية الرقيقة المحضرة من خليط متساوي المولات من 2-10 مول/ل كلوريد السيريوم و 2-10 مول/ل حمض الأسيتيك، عند درجة الحموضة 6 ودرجة حرارة 25 درجة مئوية كان الأقل تشققًا، مع أصغر حجم للجسيمات وقدم أفضل مقاومة للتآكل. عند دراسة تأثير كثافة تيار الترسيب، استخدمنا مجالا من الكثافات بين 0.25 ملي أمبير/سم2 و 3 ملي أمبير/سم2. تم الحصول على أفضل النتائج باستخدام كثافة التيار 1.5 ملي أمبير/سم2. العامل الثالث في دراستنا هو درجة حرارة محلول الترسيب. في هذه الدراسة، استخدمنا مجال لدرجات الحرارة من 15 درجة مئوية إلى 55 درجة مئوية بخطوة تباعد 10 درجات مئوية. كانت النتائج التي تم الحصول عليها متوافقة تمامًا مع معظم الدراسات السابقة التي وجدت أن درجة حرارة المحيط (في حالتنا 25 درجة مئوية) تعطي أفضل النتائج. بعد ذلك، تم تحضير الأغلفة المعدنية الرقيقة باستخدام النتائج المثلى المحصل عليها من دراسة عوامل الترسيب الثلاثة : محلول متساوي المولات (2-10 مول/ل كلوريد السيريوم و 2-10 مول/ل حمض الأسيتيك)، كثافة التيار 1.5 ملي أمبير/سم2 و 25 درجة مئوية بالإضافة إلى وقت ترسيب 20 دقيقة ودرجة الحموضة 6 ( تم اختياره على أساس الدراسات السابقة)، و تعريضها لوسط عدواني 0.5 مول/ل من كلوريد الصوديوم لمدة 30 يومًا من أجل تقييم فعاليتها ضد التآكل. أظهرت نتائج الدراسة الكهروكيميائية بالتقنيات الثابتة و التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية أن هذه الطلاءات استطاعت تحمل التآكل فترة الاختبار بأكملها، وذلك بعد دراسة السطح التي تؤكد وجود طبقة أكسيد السيريوم المترسبة خلال طول فترة الاختبار ، بالإضافة إلى ارتفاع المقاومة مقارنةً بالحديد المجلفن حتى بعد 15 يومًا من الغمر. بالإضافة إلى ذلك، أدى رفع درجة الحموضة إلى 6 و استخدام نفس المحلول ونفس كثافة التيار وظروف درجة الحرارة إلى الحصول على أغلفة معدنية رقيقة أفضل خالية من منتجات التآكل.
الكلمات المفتاحية:
الفولاذ المجلفن كهربائيا، طلاء أكسيد السيريوم، حمض الخل، الاستقطاب، المسح المجهري الإلكتروني، القياس البصري للضوء الأبيض، التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية.

معلومات

Item Type:	Thesis
Divisions:	» مخبر فيزياء المادة والإشعاع » كلية العلوم و التكنولوجيا
ePrint ID:	2725
Date Deposited:	2021-09-19
Further Information:	Google Scholar
URI:	https://www.univ-soukahras.dz/ar/publication/article/2725

BibTex