مقاومت به خوردگي و ريخت‌شناسي پوشش تبديلي نانوسراميك بر پايه هگزافلويورو زيركونيك اسيد بر روي فولاد

Anti-Corrosion and Morphological Analysis of a Conversion Coating Based on Nanoceramic Hexafluorozirconic Acid on a Steel Substrate

در اين پژوهش، پوشش تبديلي نانوسراميكي بر پايه اسيد هگزافلويورو زيركونيك عاري از نمك‌هاي فسفات، بررسي شد. تاثير مهم‌ترين عوامل فرآيندي از جمله pH محلول، زمان و دماي غوطه‌وري بر مقاومت به خوردگي و ريخت‌شناسي اين نوع پوشش ارزيابي گرديد. رفتار مقاومت به خوردگي پوشش تبديلي نانوسراميك بر روي زمينه فولادي در pH هاي مختلف محلول و دما و زمان‌هاي مختلف غوطه‌وري به كمك آزمون پلاريزاسيون مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون پلاريزاسيون نشان داد در زمان غوطه‌وري 60 ثانيه، دماي غوطه‌وري 20 درجه سانتي‌گراد و 5=pH بهترين شرايط حاصل مي‌گردد. ريخت‌شناسي سطح توسط ميكروسكوپ نيرو اتمي (AFM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) ارزيابي شد. تاثير pH محلول بر ريخت‌شناسي سطح پوشش تبديلي توسط ميكروسكوپ نيرو اتمي بررسي شد و نتايج نشان داد پوشش تبديلي به دست آمده در 5=pH ، يكنواخت‌تر و حاوي تجمعات ريزتري در مقايسه با 4.25=pH است. در نهايت نيز از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي مشخص گرديد كه با افزايش دما، اندازه ذرات و همچنين احتمال تشكيل ترك‌هاي ريز در پوشش تبديلي بيشتر مي‌شود و اندازه ذرات موجود در سطح پوشش به دست آمده در حدود 40 تا 60 نانومتر تخمين زده شدند.

In this research, a nanoceramic hexafluorozirconic acid based conversion coating free of phosphate salts was investigated. The effect of practical parameters such as solution pH, temperature and dipping time on coating morphology and anti-corrosion resistance of coating was evaluated. Anti-corrosion resistance of so-called nanoceramic conversion coating on cold rolled steel (CRS) substrates in different solution pH, temperatures and immersion’s time, utilizing DC Polarization was studied. The conversion coating which was formed at dipping temperature of 20 °C, pH=5 and immersion’s time of 60 seconds had the best anti-corrosion resistance. The morphology of the conversion coating surface formed at different pH was investigated using Atomic Force Microscopy (AFM). Images obtained from the microscope indicate that the conversion coating which formed in pH=5 was more consistent and had finer aggregates in comparison with pH=4.25 coating. Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) of conversion coating formed in 20 and 40 °C indicated that surface of conversion coating with higher temperature had micro cracks and was not uniform , also nodules on the scale of tens of nm (40–60 nm) in size, was observed on the surface