Original title:
Příprava a charakterizace vysoce hydrofobních povlaků na hořčíkové slitině AZ91
Translated title:
Preparation and characterization of highly hydrophobic coatings on AZ 91 magnesium alloy
Authors:
Šomanová, Pavlína ; Hasoňová, Michaela (referee) ; Doskočil, Leoš (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2021
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Hořčík a jeho slitiny mají řadu zajímavých vlastností, díky kterým mohou nalézt uplatnění v mnoha aplikacích (dopravní průmysl, medicína apod.). Nevýhodou těchto materiálů je vysoká rychlost koroze. Z tohoto důvodu je vyvíjeno úsilí dosáhnout vyšší korozní odolnosti různou úpravou hořčíku a jeho slitin. V posledních letech se jeví jako atraktivní řešení superhydrofobizace povrchu, mající za důsledek minimalizaci kontaktu s vodným prostředím. V této diplomové práci byl vytvořen superhydrofobní povlak na hořčíkové slitině AZ91. První krok zahrnoval předúpravu povrchu AZ91 leptáním v roztoku SnCl2, nebo ZnCl2, po kterém následovala superhydrofobizace v prostředí ethanolového roztoku kyseliny stearové. Povrchová morfologie a prvkové složení superhydrofobních povlaků byly analyzované pomocí elektronového rastrovacího mikroskopu (SEM) a energiově disperzní analýzy (EDS). Dále byly zkoumány adhezní vlastnosti povlaků k substrátu AZ91 pomocí mřížkové zkoušky. Pro učerní superhydrofobního charakteru byl změřen kontaktní úhel a úhel skluzu. Elektrochemická charakteristika povlaků byla stanovená pomocí potenciodynamické polarizace (PD) a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS). V neposlední řadě byla provedena analýza složení a zastoupení funkčních skupin v povlaku pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) a analýza fázového složení povlaků po-mocí rentgenové difrakční analýzy (XRD). Výsledky ukázaly, že povlaky připravené leptáním nevykazuji dobré korozní vlastnosti, třebaže jejich kontaktní úhel se pohyboval kolem 150 °. Ke snížení korozní odolnosti vzorku mohlo dojít v důsledku nezískání požadované morfologie povrchu a nejspíše v důsledku nedostatečného navázání kyseliny stearové ve formě stearátu na povrch vzorku.
Magnesium and its alloys have many interesting properties and thanks to them it can be used in many applications (transport industry, medicine etc.). Disadvantage of these materials is their high corrosion rate. For this reason, there is an effort to achieve high corrosion resistance through different modifications of magnesium and its alloys. In recent years the superhydrophobization of the surface seem to be an attractive solution for this question. This type surface modification minimalize contact between the surface and water. In this diploma thesis the superhydrophobic surface was created on the magnesium alloy AZ91. The first step included pretreatment of AZ91 surface by etching in solution of SnCl2 or ZnCl2. Next step was superhydrophobization in the ethanolic solution of stearic acid. The surface morphology and elemental analysis of the superhydrophobic coating were explored by use of scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The adhesion properties of the coating on the AZ91 were analysed by means of scratching test. Contact and sliding angles were measured for superhydrophobic coatings. Electrochemical characterization of the coatings was determined using potentiodynamic polarization (PD) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Finally, the analysis of composition and the functional groups was made using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and the phase composition analysis was performed using X-ray diffraction (XRD). The results show that the coatings prepared by etching did not lead to good corrosion properties, even though the value of contact angle was about 150 °. The reduction of corrosion resistance could be caused by not obtaining required surface morphology or insufficient binding of stearic acid in the form of stearate to the sample surface.
Keywords:
corrosion protection; corrosion tests; etching; Magnesium alloy AZ91; superhydrophobic coatings; Hořčíková slitina AZ91; korozní ochrana; korozní testy; leptání; superhydrofobní povlaky
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/198801
guest ::
