Preliminary studies on electrodeposition of Zn-Fe-W alloy coatings from citrate-sulphate baths

• Autorzy: Shoaib Hafiz Muhammad , Winiarska Katarzyna , Winiarski Juliusz

Warianty tytułu

Badania wstępne nad elektroosadzaniem powłok stopowych Zn-Fe-W z kąpieli cytrynianowo-siarczanowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Exploratory studies of the electrodeposition process of zinc coatings containing iron and tungsten were carried out using SEM/EDS and XRD techniques. It was shown that from a citrate-sulphate plating bath composed of (mol dm−3): ZnSO4 – 0.2, FeSO4 – 0.2, Na3Cit (tri-sodium citrate salt) – 0.4, (NH4)2SO4 – 0.1 and Na2WO4 – 0.01 Zn-Fe-W alloys can be obtained on a rotating disc electrode. It was noted that the induced co-deposition of tungsten with iron only occurred at pH > 6.0. Below this value, a Zn-Fe alloy coating was obtained. In the pH range from 5.0 to 9.0, the maximum contents of tungsten (15.96 wt. %) and iron (29.36 wt. %) were shown by the coatings deposited at pH 7.0. The increase in the bath pH from 5.0 to 9.0 resulted in clear changes in the phase composition of the deposited coatings. According to the results of XRD analyzes, the following can be indicated as probable: Fe22Zn78 and Fe7W6. However, the recorded diffractograms are difficult to interpret and it was very difficult to clearly define the type of phases present in the coating without additional tests.

PL

Stosując techniki SEM/EDS i XRD, przeprowadzono rozpoznawcze badania procesu elektroosadzania powłok cynkowych zawierających żelazo i wolfram. Wykazano, że z cytrynianowo-siarczanowej kąpieli galwanicznej o składzie (mol dm−3): ZnSO4 – 0,2, FeSO4 – 0,2, Na3Cit (cytrynian tri-sodu) – 0,4, (NH4)2SO4 – 0,1 i Na2WO4 – 0,01 można otrzymać na wirującej elektrodzie dyskowej powłoki stopowe Zn-Fe-W. Zauważono, że indukowane współosadzanie wolframu z żelazem zachodziło dopiero przy pH > 6,0. Poniżej tej wartości otrzymywało się powłokę stopową Zn-Fe. W zakresie pH od 5,0 do 9,0 maksymalną zawartość wolframu (15,96% mas.) i żelaza (29,36% mas.) wykazały powłoki osadzone przy pH 7,0. Wzrost pH kąpieli od 4,5 do 9,0 powodował wyraźne zmiany w składzie fazowym osadzanych powłok. Zgodnie z wynikami analiz XRD można wskazać jako prawdopodobne występowanie: Fe22Zn78 oraz Fe7W6. Zarejestrowane dyfraktogramy są jednak trudne w interpretacji i jednoznaczne określenie rodzaju faz obecnych w powłoce bez wykonania dodatkowych badań było mocno utrudnione.

Słowa kluczowe

EN

electrodeposition; protective coatings; zinc coatings; alloy coatings; surface morphology; XRD; SEM

PL

elektroosadzanie; powłoki ochronne; powłoki cynkowe; powłoki stopowe; morfologia powierzchni; XRD; SEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 2
• Strony: 44--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., wykr.

Twórcy

autor

Shoaib Hafiz Muhammad

• Group of Surface Technology, Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1668-6161

autor

Winiarska Katarzyna

• Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Production Engineering, Wrocław University of Economics and Business, Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-8825-1346

autor

Winiarski Juliusz

• Group of Surface Technology, Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0761-1579

Bibliografia

• [1] A. Chitharanjan Hegde, K. Venkatakrishna, N. Eliaz. 2010. “Electrodeposition of Zn-Ni, Zn-Fe and Zn-Ni-Fe alloys”. Surface and Coatings Technology 205(7): 2031–2041. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2010.08.102.
• [2] R. Bhat, A. Chitharanjan Hegde. 2019. “Studies on Electrodeposited Zn-Fe Alloy Coating on Mild Steel and Its Characterization”. Journal of Electrochemical Science Engineering 9(1): 9–16. DOI: 10.5599/jese.565.
• [3] Y. Jinku, Z. Lili, S. Hui, W. Yuehua, Y. Meiqi, L. Hongliang, X. Zhefeng, K. Matsugi. 2018. “Effect of Processing Parameters and Ascorbic Acid on the Electrodeposition Ni-Fe-W Alloy Coatings”. Rare Metal Materials and Engineering 47(2): 436– 441. DOI: 10.1016/S1875-5372(18)30084-5.
• [4] J.H. Park, T. Hagio, Y. Kamimoto, R. Ichino. 2020. “Electrodeposition of a Novel Ternary Fe-W-Zn Alloy: Tuning Corrosion Properties of Fe-W Based Alloys by Zn Addition”. Journal of the Electrochemical Society 167(13): 132508. DOI: 10.1149/1945-7111/abbe59.
• [5] A. Brenner. 1963. Electrodeposition of Alloys: Practical and Specific Information. New York: Academic Press.
• [6] J. Winiarski. 2020. “The Effect of Current Density on the Structure and Mechanical Properties of Protective Zn-Fe-Mo Alloy Coatings Electrodeposited on a Mild Steel”. Materials Chemistry and Physics 239: 122258. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2019.122258.
• [7] F. Assaf, M. Abou-Krisha, T.A. Yousef, A. Abushoffa, F. El-Sheref, A. Toghan. 2020. “Influence of Current Density on the Mechanism of Electrodeposition and Dissolution of Zn-Fe-Co Alloys”. Russian Journal of Physical Chemistry A 8(94): 1708–1715. DOI: 10.1134/S0036024420080026.
• [8] A. Nicolenco, N. Tsyntsaru, H. Cesiulis. 2017. “Fe(III)-Based Ammonia-Free Bath for Electrodeposition of Fe-W Alloys”. Journal of the Electrochemical Society 164(9): D590–D596. DOI: 10.1149/2.1001709jes.
• [9] H. Cesiulis, A. Baltutiene, M. Donten, M.L. Donten, Z. Stojek. 2002. “Increase in Rate of Electrodeposition and in Ni(II) Concentration in the Bath as a Way to Control Grain Size of Amorphous/Nanocrystalline Ni-W Alloys”. Journal of Solid State Electrochemistry 6: 237–244. DOI: 10.1007/s100080100225.
• [10] M. Donten, H. Cesiulis, Z. Stojek, (2000) “Electrodeposition and Properties of Ni-W, Fe-W and Fe-Ni-W Amorphous Alloys: A Comparative Study”. Electrochimica Acta 45(20): 3389–3396. DOI: 10.1016/S0013- 4686(00)00437-0.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).