Właściwości korozyjne powłok Zn-Mn elektroosadzanych w kąpieli siarczanowej zawierającej tiomocznik

• Autorzy: Popczyk M. , Wykpis K.

Warianty tytułu

EN

Corrosion properties of Zn-Mn coatings electrodeposited from a sulphate bath containing thiocarbamide

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących oceny odporności korozyjnej powłok Zn-Mn, elektroosadzanych z kąpieli siarczanowej z/bez dodatku tiomocznika. Powłoki te otrzymywano metodą galwanostatyczną, stosując katodową gęstość prądu j = 50 mA·cm–2, na podłożu ze stali węglowej St3S. Badano wpływ dodatku tiomocznika w kąpieli galwanicznej na morfologię powierzchni, skład chemiczny, skład fazowy oraz odporność korozyjną otrzymanych powłok Zn-Mn. Morfologię powierzchni oraz powierzchniowy skład chemiczny badano za pomocą mikroskopu elektronowego skaningowego. Badania składu fazowego wykonano metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich. Odporność na korozję elektrochemiczną badano w 5% roztworze NaCl za pomocą techniki polaryzacji potencjodynamicznej oraz elektrochemicznej spektroskopii impedancji (EIS). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że dodatek tiomocznika w kąpieli zmienia przebieg procesu elektroosadzania powłok Zn-Mn. W zaproponowanych warunkach elektroosadzania tiomocznik wywiera hamujący wpływ na proces rozładowania jonów manganowych (II) (rys. 1), czego konsekwencją jest zmniejszenie zawartości manganu w powłoce Zn-Mn o około 11% at. oraz bardziej jednorodna i zwarta morfologia powierzchni w porównaniu z powłoką otrzymaną w kąpieli bez tiomocznika (rys. 2). Jego obecność nie zmienia natomiast składu fazowego powłoki Zn-Mn. Niezależnie od stosowanej kąpieli galwanicznej powłoki te zawierają fazę α-Mn1,08Zn2,92 (rys. 3). Dodatek tiomocznika w kąpieli galwanicznej poprawia odporność korozyjną (tab. 1). Opór polaryzacji zwiększa się, a wartość prądu korozyjnego maleje. Następuje także przesunięcie potencjału korozyjnego w kierunku wartości dodatnich (rys. 4). Sugeruje to pozytywny wpływ obecności tiomocznika w kąpieli na odporność korozyjną powłok Zn-Mn.

EN

The paper presents results of research concerning the evaluation of corrosion resistance of Zn-Mn, electrodeposited from sulphate bath with/without the addition of thiocarbamide. These coatings were obtained at the galvanostatic conditions, using a cathodic current density j = 50 mA·cm–2, on the St3S carbon steel substrate. The effect of thiocarbamide additive in the electroplating bath on surface morphology, chemical composition, phase composition and corrosion resistance of Zn-Mn coatings was investigated. Surface morphology and surface chemical composition was examined using scanning electron microscopy. Analysis of phase composition was determined by X-ray diffraction. Electrochemical corrosion resistance was studied in 5% NaCl solution, using potentiodynamic polarization technique and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Based on the study it was found that the addition of thiocarbamide in the bath changes the process of electrodeposition of Zn-Mn coatings (Fig. 1). In the proposed conditions of electrodeposition of thiocarbamide has inhibitory effects on the process of manganese (II) ions discharging, which results is a reduction in manganese content about 11% at. in the Zn-Mn coating, and more uniform and compact surface morphology compared with the coating obtained in bath without thiocarbamide (Fig. 2). Its presence does not change the phase composition of Zn-Mn coatings. Regardless of the electroplating bath, these coatings contain phase α-Mn1.08Zn2.92 (Fig. 3). The addition of thiocarbamide in an electroplating bath improves the corrosion resistance parameters (Tab. 1). The value of polarization resistance increases and the value of the corrosion current decreases. Also follows the corrosion potential shift towards positive values (Fig. 4). This suggests a positive effect of the presence of thiocarbamide in the bath on the corrosion resistance of Zn-Mn coatings.

Słowa kluczowe

PL

powłoki Zn-Mn; tiomocznik; elektroosadzanie; odporność korozyjna

EN

Zn-Mn coatings; thiocarbamide; electrodeposition; corrosion resistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 6
• Strony: 584--587
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Popczyk M.

• Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, Chorzów

autor

Wykpis K.

• Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, Chorzów

Bibliografia

• [1] Conde A., Arenas M. A., Damborenea J. J.: Electrodeposition of Zn-Ni coatings as Cd replacement for corrosion protection of high strength steel. Corrosion Science 53 (2011) 1489÷1497.
• [2] Ganesan P., Kumaraguru S. P., PopoV B. N.: Development of compositionally modulated multilayer Zn-Ni deposits as replacement for cadmium. Surface and Coatings Technology 201 (2007) 7896÷7904.
• [3] Gavrila M., Millet J. P., Mazille H., Marchandise D., Cuntz J. M.: Corrosion behaviour of zinc-nickel coatings, electrodeposited on steel. Surface and Coatings Technology 123 (2000) 164÷172.
• [4] Szczygieł B., Laszczyńska A., Tylus W.: Infiuence of molybdenum on properties of Zn-Ni and Zn-Co alloy coatings. Surface and Coatings Technology 204 (2010) 1438÷1444.
• [5] Ordine A. P., Diaz S. L., Margarit I. C. P., Mattos O. R.: Zn-Ni and Zn-Fe alloy deposits modified by P incorporation: anticorrosion properties. Electrochimica Acta 49 (2004) 2815÷2823.
• [6]Ortiz Z. I., Diaz-Aista P., Meas Y., Ortega-Borges R., Trejo G.: Characterization of the corrosion products of electrodeposited Zn, Zn-Co and Zn- Mn alloys coatings. Corrosion Science 51 (1009) 2703÷2715.
• [7] Boshov N.: Galvanic Zn-Mn alloys - electrodeposition, phase composition, corrosion behaviour and protective ability. Surface and Coatings Technology 172 (2003) 217÷226.
• [8] Bozzini B., Accardi V., Cavallotti P. L., Pavan F.: Electrodeposition and plastic behavior of low-manganese zinc-manganese alloy coatings for automotive applications. Metal Finishing 97 (5) (1999) 33÷42.
• [9] Zhang Q. B., Hua Y.: Effect of Mn2+ ions on the electrodeposition of zinc from acidic sulphate solutions. Hydrometallurgy 99 (2009) 249÷254.
• [10] Szmigielska K., Bielinski J.: Elektroosadzanie stopów Zn-Mn z roztworów zawierających różne związki buforujaco-kompleksujace. Ochrona przed Korozją 11s/A (2003) 238÷241.
• [11] Hinderliter B. R., Croll S. G., Tallman D. E., Su Q., Bierwagen G. P.: Interpretation of EIS data from accelerated exposure of coated metals based on modelling of coating physical properties. Electrochimica Acta 51 (2006) 4505÷45 15.

Uwagi

PL

Praca została zrealizowana w ramach projektu N N507 308040 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.