Czy metale nanokrystaliczne są bardziej odporne na korozję?

Królikowski, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Czy metale nanokrystaliczne są bardziej odporne na korozję?

Autorzy

Królikowski A.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.ochronaprzedkorozja.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Are nanocrystalline metals more corrosion resistant?

Konferencja

Ogólnopolska Szkoleniowa Konferencja Naukowo-Techniczna Promocje 2007 " Antykorozja : systemy - materiały - powłoki" (15 ; 18-20.04.2007 ; Ustroń, Polska)

Języki publikacji

Abstrakty

Omówiono wpływ struktury nanokrystalicznej na procesy korozji metali i stopów. Materiały nanokrystaliczne zbudowane są z krystalitów o rozmiarach w zakresie 1-100 nm. W porównaniu do konwencjonalnych materiałów krystalicznych, mają one bardzo duże stężenie defektów krystalicznych (znaczący udział obszarów międzykrystalicznych), co prowadzi do ich większej reaktywności i szybszych procesów dyfuzyjnych. Z drugiej strony wykazują większą jednorodność chemiczną (powstają w nich metastabilne, przesycone roztwory stałe, a wydzielenia wtórnych faz czy zanieczyszczeń są rozłożone na dużej powierzchni obszarów międzykrystalicznych), co osłabia działanie mikroogniw korozyjnych na ich powierzchni. W przypadku korozji tych materiałów w stanie aktywnym, wysoka reaktywność oznacza przyspieszenie reakcji korozyjnych, ale większa jednorodność chemiczna powoduje ich spowolnienie i bardziej równomierny przebieg. Natomiast w przypadku korozji w stanie pasywnym, większa reaktywność i dyfuzyjność stopów nanokrystalicznych prowadzą do szybkiego tworzenia warstw pasywnych, ale właściwości ochronne tych warstw są wynikiem przeciwstawnych oddziaływań dużego stężenia defektów krystalicznych i większej jednorodności chemicznej podłoża. Te wnioski zilustrowano wynikami badań eksperymentalnych, zaczerpniętych z literatury. Wykazano, że w porównaniu do grubokrystalicznych odpowiedników, metaliczne materiały nanokrystaliczne wykazują zarówno większą jak i mniejszą odporność korozyjną. Jednak dla większości z nich stwierdzono bardziej równomierny przebieg korozji ogólnej i lepszą odporność na korozję wżerową. Wskazano na przyczyny rozbieżności publikowanych wyników badań.

The influence of nanocrystalline structure on the corrosion behaviour of metals and alloys has been discussed. Nanocrystalline materials consist of grains ranging from 1 to 100 nm in size. Compared to conventional coarse-crystalline materials, they exhibit enormously high concentrations of defects (signifi cant share of intercrystalline regions), which results in their higher reactivity and diffusivity. On the other hand, they exhibit higher chemical homogeneity (formation of metastable, supersaturated solid solutions and precipitations of second phases and impurities are more uniformly distributed over intercrystalline regions), which weakens the activity of corrosion microcells on their surface. In the case of non-passivating systems, the higher reactivity of nanocrystalline metals leads to an acceleration of corrosion reactions, but the higher chemical homogeneity results in their suppression and a more uniform course. In the case of passivating systems, the higher reactivity and diffusivity of nanocrystalline metals imply their faster passivation, however the protective properties of passive fi lms are governed by opposing effects of higher density of crystalline defects and higher chemical homogeneity of substrates. The postulated corrosion behaviours of nanocrystalline metallic materials were compared with experimental results, taken from the literature. In comparison to their coarse-crystalline counterparts, nanocrystalline metals exhibit both higher and lower corrosion resistance. However, most of them show more uniform general corrosion and higher resistance to pitting. The reasons for the observed discrepancies have been indicted.

Słowa kluczowe

stopy nanokrystaliczne korozja aktywne roztwarzanie pasywność korozja lokalna

nanocrystalline alloys corrosion active dissolution passivity local corrosion

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Ochrona przed Korozją

Rocznik

2007

Tom

nr 4

Strony

140--147

Opis fizyczny

Bibliogr. 53 poz., il.

Twórcy

autor

Królikowski A.

Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Nieorganicznej i Technologii Ciała Stałego

Bibliografia

1. Murty B.S., Datta M.K., Pabi S.K: Sadzana 28(1&2) (2003) 23.
2. Tjong S.C., Chen H.: Mater. Sci. Eng. R 45 (2004) 1.
3. Kim H.S., Estrin Y., Bush M.B.: Acta Materialia 48 (2000) 2921.
4. Gell M.: Chapter 6: Nanostructured coatings, w World Technology Evaluation Center Panel Report on R&D status and trends in nanoparticles, nanostructured materials and nanodevices in the US, Loyola College, Maryland 1998
5. Koch C.: Chapter 6: Bulk behavior of nanostructured materials, w World Technology Evaluation Center Panel Report on R&D status and trends in nanoparticles, nanostructured materials and nanodevices, Loyola College, Maryland 1999.
6. Erb U.: Nanostr. Mat. 6 (1995) 53.
7. Baer D.R.., Burrows P.E., El-Azab A.A.: Progr. Org. Coat. 47 (2003) 342.
8. Zander D., Köster U.: Mater. Sci. Eng. A 375- 377 (2004) 53.
9. Saji V.S., Thomas J.: Current Sci 92(1) (2007) 51.
10. Antropov L.: Theoretical Electrochemistry, Mir Publ., Moscow 1977, str. 525.
11. Keddam M.: rozdział 3 Anodic dissolution, w Corrosion mechanisms in theory and practice, Wyd. Marcus P., Oudar J., Marcel Dekker, Inc., New York 1995.
12. Li D.Y.: Symposium Proceedings of Mat. Res. Soc. Fall Meeting, 887, Q05-03, Warendale 2006.
13. Tao S., Li D.Y.: Nanotechnology 17 (2006) 65.
14. Folleher B., Heusler K.E.: J. Electroanal. Chem. 180 (1984) 77.
15. Youssef Kh.M.S., Koch C.C., Fedkiw P.S.: Corros. Sci. 46 (2004) 51.
16. Mishra R., Balasubramaniam R.: Corros. Sci. 46 (2004) 3019.
17. Wang S.G., Shen C.B., Long K., Yang H.Y., Wang F.H., Zhagh Z.D.: J. Phys. Chem. B 109 (2005) 2499.
18. Ghosh S.K., Dey G.K., Dusane R.O., Grover A.K.: J Alloys Comp. 426 (2006) 235.
19. Doyle D.M., Palumbo G., Aust K.T., El-Sherik A.M., Erb U.: Acta Metall. Mater. 43(8) (1995) 3027.
20. Metikoš-Hukovič M., Grubač Z., Radić N., Tonejc.: J. Mol.. Catal. A: Chemical 249 (2006) 172.
21. Alves H., Ferreira M.G.S., Köster U.: Corros. Sci. 45 (2003) 1833.
22. Aledresse A., Alfantazi A.: J. Mater Sci. 39 (1994) 1523.
23. El-Moneim A.A., Gebert A., Schneider F., Gutfl eisch O, Schultz L.: Corros. Sci. 4 (2002) 1097.
24. http://www.engr.sin.edu/mech/faculty/hippo/ me465spo5dasguptasum.doc.
25. Gebert A., El-Moneim A.A., Gutfl eisch O., Schultz L.: IEEE Trans Magn. 38(5) (2002) 2979.
26. Ghosh S.K., Grover A.K., Dey G.K., Totlani M.K.: Surf. Coat. Technol. 126 (2000) 48.
27. Ghosh S.K., Dey G.K., Dusane R.O., Grover A.K.: J Alloys Comp. 426 (2006) 235.
28. Meng G., Li Y., Wang F.: Electrochim. Acta 51 (2006) 4277.
29. Wang S.G., Shen C.B., Long K., Zhagh T., Wang F.H., Zhagh Z.D.: J. Phys. Chem. B 110 (2006) 377.
30. Yu J.K., Han E.H., Lu. L., Wei X.J., Leung M.: J. Mater Sci. 40 (2005) 1019.
31. Lu H.B., Li Y., Wang F.H.: Surf. Coat. Technol. 201 (2006) 3393.
32. Zeiger W., Schneider M., Scharnweber D., Worch H.: Nanostruct. Mater. 6 (1995) 1013.
33. Wang X.Y., Li D.Y.: Electrochim. Acta 47 (2002) 3939.
34. Macdonald D.D.: J. Electrochem Soc. 139 (1992) 3434
35. Habazaki H., Sato T., Kawashima A., Asami A., Hashimoto K.: Mater. Sci. Eng. A 304- 306 (2001) 696
36. Hashimoto K., Meguro S., Habazaki H., Asami K.: 202th ESC Meeting, P. 281, Salt Lake City, 2002.
37. Lu H.B., Li Y., Wang F.H.: Thin Solid Film 510 (2006) 197.
38. Sweitzer J.E., Shifl et G.J., Scully J.R.: Electrochim. Acta 48 (2003) 1223.
39. Wang L., Zhang J., Gao Y., Xue Q., Hu L., Xu T.: Scripta Mater. 55 (2006) 657.
40. Kwok C.T., Cheng F.T., Man H.C., Ding W.H.: Mater. Letters 60 (2006) 2419.
41. Wang S., Lewis J.K., Roberge P.R., Erb U.: InterCorr/96, (http://www.corrosionsource. com/events/intercorr/techsess/papers/session4/ abstracts/wang.html).
42. Yu B., Woo P., Erb U.: Scripta Mater. 56 (2007) 353.
43. Liu L., Li Y., Wang F.: Electrochim. Acta 52 (2007) 2392.
44. Wang T., Yu J., Dong B.: Surf. Coat. Technol. 200 (2006) 4777.
45. Inturi R.B., Szklarska-Smiałowska Z.: Corrosion, 48 (1992) 398.
46. Ye W., Li Y., Wang F.: Electrochim. Acta 51 (2006) 4426.
47. Mei X.X., Sun W.F., Hao S.Z., Ma T.C., Dong C.: Syrf. Coat. Technol. 201 (2007) 5072.
48. Kim S.H., Aust K.T., Erb U., Gonzalez F., Palumbo G.: Scripta Mater. 48 (2003) 1379.
49. Jung H., Alfantazi A.: Electrochim. Acta 51 (2006) 1806.
50. Gu C., Lian J., He J., Jiang Z., Jiang Q.: Surf. Coat. Technol. 200 (2006) 5413.
51. Barbucci A., Farne G., Matteazzi P., RiccieriR., Cerisola. G.: Coros. Sci. 41 (1999) 463.
52. Lopez-Hirata V.M., Arce-Estrada E.M.: Electrochim. Acta 42(1) (1997) 61.
53. Jiang X.P., Wang X.Y., Li J.X., Li D.Y. Man C.S., Shepard M.J., Zhai T.: Mater Sci. Eng. A 429 (2006) 30.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPB5-0009-0008