Ảnh hưởng của hàm lượng niken đến tính chất bảo vệ chống ăn mòn của lớp mạ hợp kim Zn - Ni

Các lớp mạ hợp kim Zn - Ni được nghiên cứu để bảo vệ chống ăn mòn cho các sản phẩm bằng thép. Việc đánh giá khả năng bảo vệ và độ bền chống ăn mòn cho thấy, để bảo vệ tốt cho thép, có thể sử dụng các lớp phủ hợp kim Zn - Ni có hàm lượng Ni nhỏ hơn 15%.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của hàm lượng niken đến tính chất bảo vệ chống ăn mòn của lớp mạ hợp kim Zn - Ni TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG NIKEN ĐẾN TÍNH CHẤT BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÕN CỦA LỚP MẠ HỢP KIM Zn-Ni Lê Thị Thọ1 , Hoàng Thị Thủy1, Lê Thị Hoa1 1 TÓM TẮT Các lớp mạ hợp kim Zn-Ni được nghiên cứu để bảo vệ chống ăn mòn cho các sản phẩm bằng thép. Việc đánh giá khả năng bảo vệ và độ bền chống ăn mòn cho thấy, để bảo vệ tốt cho thép, có thể sử dụng các lớp phủ hợp kim Zn -Ni có hàm lượng Ni nhỏ hơn 15%. Từ khóa: mạ hợp kim, chống ăn mòn. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Kẽm có điện thế (-0,76V), Ni có điện thế (-0,25V) còn điện thế của sắt (-0,44V) nên việc chế tạo lớp mạ Zn-Ni để bảo vệ sắt theo cơ chế điện hoá sẽ kéo dài đƣợc tuổi thọ của lớp mạ [3]. Thực tế trƣớc đây, lớp phủ kẽm đã đƣợc sử dụng rất rộng rãi để bảo vệ chống ăn mòn cho thép, nhƣng trong điều kiện tự nhiên, kẽm bị ăn mòn khá mạnh (cỡ từ 1đến 5 µm/năm). Bởi vậy, để kéo dài tuổi thọ của lớp mạ kẽm, ngƣời ta phải tạo trên bề mặt lớp mạ một màng bảo vệ nhƣ các màng cromat, phot phat hoặc tạo lớp mạ hợp kim kẽm với một kim loại có điện thế dƣơng hơn... Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mạ hợp kim nói chung và mạ hợp kim Zn-Ni nói riêng đang là một hƣớng mới, còn nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu và hoàn chỉnh. 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Hóa chất & thiết bị Vật liệu nghiên cứu: các mẫu thép 08-KP kích thƣớc 40x50x1(mm). Đối tƣợng nghiên cứu: các lớp mạ hợp kim Zn-Ni trên nền thép Dung dịch mạ để tạo các mẫu nghiên cứu có thành phần nhƣ sau: Bảng1. Thành phần các dung dịch mạ DD0 DD1 DD2 DD3 DD4 DD5 DD6 NiCl2.6H2O - - 100g/l 125g/l 180g/l 210g/l 240g/l ZnCl2 - 60g/l 60g/l 60g/l 60g/l 60g/l 60g/l NH4Cl 250g/l 250g/l 250g/l 250g/l 250g/l 250g/l 250g/l H3BO3 20g/l - 20g/l 20g/l 20g/l 20g/l 20g/l AZA - 30 ml/l - - - - - AZB - 1,5 ml/l - - - - - 1 Khoa Khoa học tự nhiên, trường Đại học Hồng Đức. 59  TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 Các hoá chất đƣợc cân bằng cân phân tích Sartorius có độ chính xác 0,001g và pha chế bằng nƣớc cất. Dung dịch DD0 đƣợc sử dụng để pha chế các dung dịch còn lại. Các dung dịch có pH = 5,6 và kiểm tra pH bằng pH met (độ chính xác là 0,1), hiệu chỉnh pH bằng HCl hoặc NH4OH tinh khiết. + _ + 1 Quá trình mạ đƣợc tiến hành theo sơ đồ hình 1 2 (1) – Nguồn điện một chiều. (2) – Bể chứa dung dịch mạ có dung tích 20l. 5 5 (3) – Catot: là vật cần đƣợc mạ treo chính giữa. 4 3 (4) – Lớp mạ: bám lên bề mặt catot. (5) – Hai anot Ni treo song song. Hình1 – Sơ đồ thiết bị mạ điện. Chế độ điện phân : DK = 3 A/dm , thời gian mạ 20 phút, nhiệt độ phòng. 2 Các mẫu sau khi mạ đƣợc rửa sạch bằng nƣớc, nƣớc cất, cồn etylic, sấy khô, cân lại khối lƣợng, để trong túi nilon, cho vào bình hút ẩm để chờ thử nghiệm. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp thực nghiệm: chế tạo các mẫu mạ theo phƣơng pháp điện phân, phân tích thành phần dung dịch mạ và lớp mạ điện phân bằng phƣơng pháp hoá học (phƣơng pháp chuẩn độ thể tích) để xác định nồng độ Zn2+ và Ni2+. Đo đƣờng cong phân cực (E- i) để xác định Rp và icorr theo phƣơng pháp thế động trên máy Autolab PGSTAT 300 (tại Viện KTNĐ- Viện KH Việt Nam). Đo điện thế ăn mòn ở trạng thái không có dòng điện, độ chính xác đến mV. Xử lí số liệu thí nghiệm theo phƣơng pháp thống kê toán học. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Điện trở phân cực và mật độ dòng ăn mòn của lớp mạ. Điện trở phân cực và mật độ dòng ăn mòn của các mẫu mạ Zn và hợp kim Zn-Ni thu đƣợc bằng phƣơng pháp đo đƣờng cong phân cực trong dung dịch NaCl 3% Bảng 2. Điện trở phân cực của các mẫu mạ Zn và hợp kim Zn-Ni Mẫu mạ RP, k.cm2 ...