Właściwości ochronne powłok hybrydowych SiO2 otrzymanych metodą zol-żel na stali 316L z roztworu powłokowego zawierającego tetraetoksysilan i kwas triglicydoizocyjanurowy

• Autorzy: Chęcmanowski J. G. , Szczygieł B. , Głuszek J.

Warianty tytułu

EN

Protective properties of SiO2 hybrid coatings deposited by the sol-gel method on 316L stainless steel from a sol containing tetraethoxysilan and triglycidyl isocyanurate

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Obróbka Powierzchniowa" (VI; 20-23.09.2005; Kule k. Częstochowy, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono właściwości ochronne wytwarzanych metodą zolżel powłok hybrydowych SiO2 na stali chirurgicznej typu 316L. Wielowarstwowe powłoki otrzymywano metodą zanurzeniową. Jako prekursor stosowano tetraetoksysilan (TEOS), a substancją organiczną wbudowującą się w powłokę był kwas triglicydoizocyjanurowy (GIC). Pozostałymi składnikami zolu były: bezwodny alkohol etylowy, kwas azotowy i kwas octowy. Powłoki wypalano w temperaturach: 200, 250, 3000C. Wykonano pomiary polaryzacyjne stali 316L z powłokami w roztworze Ringera. Stwierdzono, że wszystkie otrzymane powłoki hybrydowe SiO2 zwiększają odporność korozyjną stali. Odporność ta zależy od ilości warstw w powłoce oraz zastosowanej temperatury spiekania. Analizując wartości: potencjału z obszaru anodowego przy gęstości prądu 2 μA/cm2, gęstości prądu katodowego przy potencjale -750 mV oraz oporu polaryzacyjnego (Rp), stwierdzono, że najlepsze właściwości ochronne wykazują powłoki dwu- i trójwarstwowe spiekane w temperaturze 200 oraz 3000C. Obserwowano czterokrotny wzrost oporu polaryzacyjnego w porównaniu do niepokrytej stali 316L.

EN

The inorganic-organic SiO2 protective coatings on surgical 316L stainless steel synthesized by the sol-gel techniques are described. The multi-layer coatings were deposited by the dip coating method. Tetraethoxysilan was used as the precursor, and triglycidyl isocyanurate was the organic substance built-in into deposited coatings. Other components of the sol were as follows: anhydrous ethanol, nitric acid and acetic acid. Coatings were sintered at 200, 250 and 3000C. Polarization measurements were carried out of stainless steel with coatings in the Ringer solution. It was found that all deposited SiO2 hybrid coatings increase the corrosion resistance of steel. This resistance depends on the number of layers in the coating and the used sintering temperature. While analyzing the values of: cathodic current density at E = -750 mV (i –750mV), anodic potential corresponding to the current density of i = 2 μA/cm2 (E 2μAcm-2) and polarization resistance (Rp), it was determined that two- and three-layer coatings sintered at temperatures of 200 and 3000C have the best protective properties. Polarization resistance increases fourfold comparing to uncoated 316L steel.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 26, nr 5
• Strony: 731--735
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chęcmanowski J. G.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Nieorganicznej i Nawozów Mineralnych

autor

Szczygieł B.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Nieorganicznej i Nawozów Mineralnych

autor

Głuszek J.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Nieorganicznej i Nawozów Mineralnych

Bibliografia

• [1] Szklarska-Śmiałowska Z., Pitting Corrosion of Metals, p. 201, National Association of Corrosion Engineers, Houston, TX, 1986.
• [2] Masalski J., Głuszek J., Zabrzeski J., Nitch K., Głuszek P., Improvement in corrosion resistance of the 316L stainless steel by means of Al2O3 coatings deposited by sol-gel method, Thin Solid Films, 349, 1999, p. 186.
• [3] Matthews A., Leyland A., Dorn B., Stevenson P.R., Bin-Sudin M., Rebholz C., Voevodin A., Schneider J., Plasma-based Surface engineering process for wear corrosion protection, Journal of Vacuum science technology A: Vacuum, Surface and Films, 13, 1995, p. 1202.
• [4] Morosanu C.E., Thin Films by Chemical Vapour Deposition, 1990, p. 31, Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo.
• [5] Brinker G.J., Scherer G.W., Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel processing, 1990, p. 787, Academic Press, San Diego.
• [6] De Sanctis O., Gomez L., Pellegri N., Parodi C., Marajofsky A., Duran A., Protective glass coatings on metallic substrates, Journal of Non-Crystalline Solids, 1990, 121, p. 338.
• [7] Biswas R.G., Woodhead J.L., Bhattacharaya A.K., Corrosion studies of inorganic sol-gel alumina coatings on 316L stainless steel, Journal of Materials Science Letters, 1997, 16, p. 1628.
• [8] Atik M., Aegerter M.A., Corrosion resistant sol-gel ZrO2 coatings on stainless steel, Journal Non-Crystalline Solids, 1992, 147, p. 813.
• [9] Biswas R.G., Sanders R.D., The effects of a CeO2 coating on the corrosion parameters of type 304 stainless steel, Journal of Materials Engineering and Performance, 1998, 6, p. 727.
• [10] Atik M., De Lima Neto P., Aegerter M.A., Avaca L.A., Sol-gel TiO2-SiO2 films as protective coatings against corrosion of 316L stainless steel in H2SO4 solutions, Journal of Applied Electrochemistry, 1995, 25, p. 142.
• [11] Atik M., De Lima Neto P., Avaca L.A., Aegerter M.A., Sol-gel thin films for corrosion protection, Ceramic International, 1995, 6, p.403.
• [12] Di Maggio R., Ferdizzi L., Rossi S., Scardi P., Dry and wet corrosion behaviour of AISI 304 stainless steel coated by sol-gel ZrO2-CeO2 films, Thin Solid Films, 1996, 286, p.127.
• [13] Nazeri A., Trzaskoma-Paulette P.P., Bauer D., Synthesis and properties of cerium and titanium oxide thin coatings for corrosion protection of 304 stainless steel, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 1997, 3, p. 317.
• [14] Traskoma-Paulette P.P., Nazeri A., Effects of sol-gel coatings on the localized corrosion behaviour of 304 stainless steel, Journal of the Electrochemical Society, 1997, 4, p.1307.
• [15] Guglielmi M., Sol-gel coating on metals, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 1997, 8, p. 443.
• [16] Lee J.-W., Won Ch-W., Chun B.-S., Dip coating of alumina films by the sol-gel method, Journal of Materials Research., 1993, 8,No. 12, p. 3151.
• [17] Balasubramanian G., Dionysion D.D., Suidan M.T., Subramanian V., Bandin I., Laine J.-M., Titania powder modified sol-gel process for photocatalytic application, Journal of Materials Science, 2003, 38 No.4, p. 823.
• [18] Schmidt H., Wolter H., Organically modified ceramics and their application, Journal of Non-Crystalline Solids, 1990, 121, p. 428.
• [19] Schmidt H., Multifunctional inorganic-organic composite sol-gel coatings for glass surfaces, Journal of Non-Crystalline Solids, 1994, 178, p. 304.
• [20] Ellsworth M.E., Nowak B., Mutually interpenetrating inorganicorganic networks. New routes into nonshrinking sol-gel composite materials, Journal of American Chemistry Society, 1991, 113, p. 2756.
• [21] Paterson M.J., McCollouch D.G., Paterson P.J.K. and Ben-Nissan B., Thin Solid Films, 1997, 311, p. 196.
• [22] West J.M., Basic Corrosion and Oxidation, John Wiley & Sons, New York, 1986.
• [23] Qvarfort R., New electrochemical cell for pitting corrosion testing, Corrosion Science, 1988, 28, p. 135.
• [24] Głuszek J., Masalski J., Furman P., Nitsch K., Structural and electrochemical examination of PACVD TiO2 films in Ringer solutions, Biomaterials, 1997, 18, p. 789.
• [25] Penttinen I.M., Korhonen A.S., Harju E., Turkia M.A., Forsen O. and Ristolainen E.O., Comparison of the corrosion resistance of TiN and (Ti, Al)N coatings, Surface and Coatings Technology, 1992, 2, p. 161.