بررسي تاثير ولتاژ بر ريزساختار و رفتار خوردگي پوشش آندايزينگ آلياژ آلومينيم 5083

Investigation the Effect of Voltage on the Microstructure and Corrosion Behavior of 5083 Aluminum Alloy Anodizing Coating

آلومينيم و آلياژهاي آن به خصوص آلياژ آلومينيم 5083، داراي كاربرد گسترده‌اي در صنايع دريايي هستند. اين آلياژ در بسياري از كاربردها در معرض خوردگي مي‌باشد كه موجب تخريب اين قطعات شده و نياز به تعمير يا تعويض آن‌ها بوجود مي‌آيد. بنابراين تلاش در جهت جلوگيري از خوردگي آن‌ها داراي اهميت بسيار مي‌باشد .در اين تحقيق پوشش اكسيد آندي حاصل از آندايزينگ سخت آلياژ آلومينيم5083 در اسيدسولفوريك، در دماي صفر درجه سانتي‌گراد و ولتاژهاي مختلف (20، 27 و 35 ولت) مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه‌يابي پوشش‌ها با استفاده از آزمون پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني انجام شد. نتايج آزمون پراش اشعه ايكس زاويه كم از سطح نمونه‌ها نشان داد كه با انجام فرايند آندايزينگ، پوشش آلوميناي آمورف روي سطح نمونه‌ها تشكيل مي‌شود. تصاوير ميكروسكوپي الكتروني روبشي سطح پوشش‌ها نشان داد كه اين پوشش‌ها متخلخل بوده و با افزايش ولتاژ، ميزان تخلخل‌ پوشش‌ها افزايش مي‌يابد. تصاوير ميكروسكوپي الكتروني روبشي انتشار ميداني از سطح مقطع شكست نمونه‌ها نشان‌دهنده تشكيل و رشد نانوسلول‌هاي اكسيدي در سطح مقطع پوشش بود. به منظور بررسي خواص پوشش ‌نمونه‌ها، ريزسختي‌سنجي، زبري‌سنجي، ضخامت‌سنجي و آزمون‌هاي خوردگي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي بر روي نمونه‌ها انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش ولتاژ ريزسختي، زبري و ضخامت پوشش افزايش و مقاومت به خوردگي آن‌ها كاهش پيدا مي‌كند. دليل افت مقاومت به خوردگي با افزايش ولتاژ، افزايش ميزان تخلخل مي‌باشد.

For decades, aluminum alloys have been known as one the most vital materials utilized in diverse fields of industry. In spite of significance, Al alloys can be easily exposed to corrosion. In this study, it has been tried to investigate anodic oxide coating made by hard anodizing of 5083 aluminum alloy in sulfuric acid at the temperature of 0 ºC and different voltages (20, 27 and 35 V). Subsequently, all samples were characterized using X- Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM). Low angle XRD results showed that the amorphous alumina coatings were formed in the surface of the samples. SEM images showed that the coatings are porous which is directly related and affected by anodizing voltage. FESEM images of fracture surfaces were indicant of formation and growth of oxide nano-cells in the cross section of the coatings. In order to investigate the properties of the coatings, micro-hardness, roughness and thickness measurement was carried out. Results showed that micro-hardness, roughness and thickness of the coatings increase by increasing the anodizing voltage. Furthermore, potentio dynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests were performed. Electrochemical analysis proved that by increasing the anodizing voltage, corrosion resistance of the samples declined due to increasing the porosities on the surface of the coatings.