Elektrochemiczna charakterystyka warstw kompozytowych Ni+Ti, Ni-P+Ti w środowisku alkalicznym

• Autorzy: Serek A. , Budniok A.

Warianty tytułu

EN

Elektrochemical behavior of Ni+Ti, Ni-P+Ti composite layers in an alkaline environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki elektrochemicznej charakterystyki warstw kompozytowych Ni+Ti oraz Ni-P+Ti otrzymanych w warunkach galwanostatycznych (j = 300 mA • cm-2), przy współosadzaniu krystalicznego i amorficznego niklu z proszkiem tytanu z kąpieli zawiesinowej na podłożu stalowym (St3S). Warstwy kompozytowe Ni+Ti zawierały 25% tytanu, natomiast warstwy kompozytowe Ni-P+Ti zawierały 17% Ti. Otrzymane materiały poddano obróbce termicznej w atmosferze argonu oraz azotu. Temperatura obróbki termicznej wynosiła 800°C w ciągu 24 h. Elektrochemiczną charakterystykę przeprowadzono w 6M KOH, stosując metody klasyczne (voltamperometria). Rejestrowano krzywe potencjodynamiczney j = f( E) w zakresie š200 mV od wartości j = 0. Na tej podstawie wyznaczono takie parametry korozji, jak: potencjał korozji, prąd korozji, zużycie korozyjne, a także współczynniki katodowy i anodowy nachylenia linii prostej Tafela. Do charakterystyki elektrochemicznej stosowano również elektrochemiczną spektroskopię impedancyjną. Otrzymano widma impedancyjnc Nyquista Z" =f[Z'), do których dopasowano teoretyczny obwód zastępczy składający się z szeregowego połączenia oporu elektrolitu z równoległym połączeniem elementu stałofazowego CPE oraz oporu przeniesienia ładunku. Dopasowanie obwodu zastępczego do danych eksperymentalnych pozwoliło na wyznaczenie takich parametrów, jak: Rct - opór przeniesienia ładunku, Rs - opór elektrolitu, T- parametr pojemnościowy, phi - kąt przesunięcia fazowego. Na podstawie znajomości tych parametrów wyznaczono pojemność warstwy podwójnej i elektrochemiczny współczynnik rozwinięcia powierzchni. Stwierdzono, że w porównaniu do warstw surowych najbardziej odporne na działanie środowiska agresywnego są warstwy Ni+Ti oraz Ni-P+Ti poddane obróbce termicznej w atmosferze azotu. Przyczyną tego jest rozwinięta powierzchnia tych warstw i obecność na powierzchni produktów oddziaływań cieplno-chemicznych, które wpływają na zwiększoną odporność korozyjną.

EN

The subject of this work is electrochemical characterization of composite Ni+Ti and Ni-P+Ti layers obtained by codeposition of crystalline or amorphous nickel with titanium from the bath containing titanium powder suspension. The layers were electrodeposited under galvanostatic conditions (j = 300 mA/cm2) on a steel substrate (St3S). Ni+Ti layers contained 25wt.% of Ti and Ni-P+Ti layers contained 17wt.% of Ti. The obtained layers were subjected to thermal treatment at the temperature of 800°C in argon or nitrogen atmosphere for 24 h. Electrochemical characteristic was carried out in alkaline environment (6M KOH) using classical method (voltammetry). Potentiodynamic j =f(E) curves were recorded in the range š200 mV starting from j = 0. On this basis some parameters like cathodic and anodic Tafel slope, corrosion potential and current or corrosion wear were determined. Electrochemical impedance spectroscopy was also used to study the electro­chemical properties of the layers. On the base of obtained Nyquist plots Z" =f(Z') the equivalent circuit was approximated. The results of EIS investigation show, that the ac behaviour of Ni+Ti and Ni-P+Ti layers could be described by CPE1 model, consising of the solution resistance Rs in series with a parallel connection of the CPE element and the charge-transfer resistance - Rct. As a result of approximation of experimental data in the case of CPE1 model the following parameters were de­termined: Rs, Rct, T - capacity parameters and phi- dimensionless parameter related to the constant phase angle. On the basis of these parameters the double-layer capacitance and the value of roughness factor -Rf were calculated. It was stated that the greatest corrosion resisance in comparison with raw layers exhibit the Ni+Ti and Ni-P+Ti layers subjected to nitriding. The reason of such behaviour could be the presence of products of nitriding on the electrode surface as well as their more developed surface, which enhances their corrosion resistance.

Słowa kluczowe

PL

nikiel; tytan; warstwa kompozytowa; korozja; spektroskopia

EN

nickel; titanium; composite layer; corrosion; spectroscopy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 6
• Strony: 58--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Serek A.

• Uniwersytet Śląski, ul. Bankowa 12, 40-007 Katowice

autor

Budniok A.

• Uniwersytet Śląski, ul. Bankowa 12, 40-007 Katowice

Bibliografia

• [1] Paseka J., Eletrochim. Acta 1995, 40, 1633.
• [2] Niedbała J., Otrzymywanie warstw kompozytowych na osnowie stopu Ni-Mo o podwyższonej zawartości tytanu, Kompozyty 2002, 2, 5, 369-374.
• [3] Szeptycka B., Galwaniczne powłoki kompozytowe Ni-B, Kompozyty 2002, 2, 4, 248-252.
• [4] Trzaska M., Wyszyńska A., Kowalewska M., Odporność korozyjna warstw kompozytowych z osnową niklową i dyspersyjną fazą ceramiczną, Kompozyty 2002, 2, 5, 338-342.
• [5] Serek A., Budniok A., Production of elestrolytic nickel and nickel-phosphorous composite layers containing titanium, Current Applied Physics 2002, 2, 193-199.
• [6] Serek A., Budniok A., Electrodeposition and thermal treatment of nickel layers containing titanium, Journal of Alloys and Compounds 2002, B 2316.
• [7] Panek J., Serek A., Budniok A., Rówiński E., Łągiewka E., Ni+Ti composite layers as cathode materials for electrolytic hydrogen energy, International Journal of Hydrogen Energy 2003, 28.
• [8] Niedbała J., Budniok A., Gierlotka D., Surówka J., Thin Solid Films 1995, 226, 113-118.
• [9] Gierlotka D., Rówiński E., Budniok A., Łągiewka E., J. Appl. Electrochem 1997, 27, 12, 1324.
• [10] Popczyk M., Gierlotka D., Budniok A., Archiwum Nauki o Materiałach 1998, 19, 1, 9-20.
• [11] Gruszka A., Budniok A., Advanced Perfomance Materials 1999, 6, 2, 141.
• [12] Serek A., Budniok A., Archiwum Nauki o Materiałach 1999, 20, 4, 259-268.
• [13] Budniok A., Łosiewicz B., Popczyk M., Serek A., Proc. 197-th Meeting of the Electrochemical Society, Toronto September 2000, Abstract No. 1209.
• [14] Budniok A., Proc. VII International Symposium FORUM, Warsaw 2001AE-O1 186.
• [15] Serek A., Budniok A., Proc. VII International Symposium FORUM, Warsaw 2001 AE-P-13.
• [16] Budniok A., Serek A., Abstract No. A237, 1st International Materials Symposium Materiais 2001, Coimbra University, Mechanical Engineering Department, Coimbra, Portugal, April 9-11, 2001.
• [17] Popczyk M., Budniok A., Abstract No. A236, 1st International Materials Symposium Materiais 2001, Coimbra University, Mechanical Engineering Department, Coimbra, Portugal, April 9-11, 2001.