بررسي اثر pH محلول بر ويژگي هاي پوشش تبديلي بر پايه زيركونيوم براي زمينه ي فولاد گالوانيزه

The effect of solution pH on characteristics of Hexafluorozirconic acid-based conversion coating for hot dip galvanized steel

پوشش تبديلي بر پايه هگزافلويوروزيركونيك اسيد از طريق غوطه وري بر روي زمينه ي فولاد گالوانيزه اعمال گرديد. اثر pH محلول بر رفتار مقاومت به خوردگي، ريخت شناسي و تركيب شيميايي اين پوشش تبديلي بررسي شد. آزمون قطبش و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول 5/3 درصد وزني كلريد سديم براي ارزيابي رفتار خوردگي سطح آماده سازي شده انجام شد. نتايج آزمون هاي الكتروشيميايي نشان دادند كه بهترين عملكرد مقاومت در برابر خوردگي و بالاترين مقاومت بر روي نمونه هاي گالوانيزه پوشش داده شده در شرايط عملي غلظت اسيد 3 درصد و5 pH با كمترين چگالي جريان خوردگي و بيشترين مقاومت قطبش بدست مي آيد. ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني به همراه طيف سنجي پراكنش انرژي پرتو ايكس به منظور ريخت شناسي و ارزيابي تركيب شيميايي سطح پس از اعمال پوشش استفاده گرديد. براساس نتايج طيف سنجي پراكنش انرژي پرتو ايكس مشاهده شد كه عناصر اصلي موجود در پوشش تبديلي عبارتند از: آهن، روي، اكسيژن، زيركونيم و كربن كه نشان مي دهد كه لايه متراكمي از اكسيد زيركونيم بر روي سطح زمينه تشكيل شده است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني حضور لايه ي متراكم و يكنواختي از پوشش تبديلي را بر روي سطح فولاد گالوانيزه در 5= pH تاييد نمودند.

In this study, a commercial zirconic acid based pretreatment was performed on hot dip galvanized steel sheets via immersion process. The effect of pH on morphology, composition and electrochemical behavior of the conversion layer was investigated. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were carried out to study the morphology and composition of the surface after treatment. Also, DC polarization and EIS were used to evaluate the corrosion behavior of the treated surface in 3.5 wt.% NaCl. Electrochemical results revealed that the best anti-corrosion performance with the lowest current density and highest Rp value, belongs to the conversion coating obtained in acid concentration of 3% and pH= 5 for galvanized steel samples. EDS results disclosed that conversion coating consisted of: Fe, Zn, O, Zr and C confirming a dense ZrO2 layer is formed on galvanized steel samples. Furthermore, FE-SEM images showed that a uniform and compact layer of conversion coating is obtained on galvanized steel surface in pH=5 which corroborates EDS and electrochemical consequences.