Electrochemical impedance spectroscopy of Ni–Mo alloy coatings in 0.5 M NaCl solution

• Autorzy: Laszczyńska A. , Winiarski J. , Szczygieł I. , Szczygieł B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2017.4.2

Warianty tytułu

PL

Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna powłok Ni–Mo w środowisku 0,5 M NaCl

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The corrosion resistance of Ni–Mo (11÷32 wt% Mo) alloy coatings during 72 h exposure in 0.5 mol·dm−3 solution of NaCl was investigated by means of EIS method. The highest corrosion resistance (charge transfer resistance >12 kΩ·cm²) among all investigated coatings was measured for Ni–Mo coatings with higher molybdenum content (21÷32 wt%). However, after 48-60 h of immersion, visible micro cracks appeared in Ni–28 wt% Mo and Ni–32 wt% Mo alloy coatings, probably due to the significant internal stresses. This phenomenon was observed especially for Ni–32 wt% Mo coating, and it was accompanied by an abrupt decrease in a charge transfer resistance from 8.7 to 2.7 kΩ·cmThe corrosion resistance of Ni–Mo (11÷32 wt% Mo) alloy coatings during 72 h exposure in 0.5 mol·dm−3 solution of NaCl was investigated by means of EIS method. The highest corrosion resistance (charge transfer resistance >12 kΩ·cm²) among all investigated coatings was measured for Ni–Mo coatings with higher molybdenum content (21÷32 wt%). However, after 48-60 h of immersion, visible micro cracks appeared in Ni–28 wt% Mo and Ni–32 wt% Mo alloy coatings, probably due to the significant internal stresses. This phenomenon was observed especially for Ni–32 wt% Mo coating, and it was accompanied by an abrupt decrease in a charge transfer resistance from 8.7 to 2.7 kΩ·cm² after 5 and 24 h, respectively. According to EIS results, coating containing 21 wt% Mo offers the best protective properties towards steel substrate. This may be associated with the existence of a compact, tight and very thin passive layer which does not undergo damage during exposure. after 5 and 24 h, respectively. According to EIS results, coating containing 21 wt% Mo offers the best protective properties towards steel substrate. This may be associated with the existence of a compact, tight and very thin passive layer which does not undergo damage during exposure.

PL

Metodą EIS zbadano odporność na korozję powłok Ni–Mo (11÷32% mas. Mo) w czasie 72 h ekspozycji w 0,5 mol·dm−3 roztworze NaCl. Najwyższą odpornością na korozję (rezystancja przeniesienia ładunku >12 kΩ·cm²), spośród wszystkich zbadanych powłok, charakteryzowały się powłoki Ni–Mo o zawartości 21÷32% mas. molibdenu. Zauważono jednak, że po 36÷60 h ekspozycji, na powierzchni powłok Ni–28% mas. Mo oraz Ni–32% mas. Mo pojawiły się widoczne pęknięcia, których przyczyną są najprawdopodobniej duże naprężenia wewnątrz powłok. To zjawisko było szczególnie wyraźne w przypadku powłoki Ni–32% mas. Mo, bowiem towarzyszył mu gwałtowny spadek rezystancji przeniesienia ładunku z 8,7 do 2,7 kΩ·cm² po odpowiednio 5 i 24 h ekspozycji. Zgodnie z wynikami pomiarów metodą EIS, powłoka Ni–Mo zawierająca 21% mas. Mo zapewnia najlepsze właściwości ochronne podłoża stalowego, pomimo nieznacznie niższej od powłoki Ni–28% mas. Mo rezystancji przeniesienia ładunku. Można to powiązać z wytworzeniem na jej powierzchni zwartej i bardzo cienkiej warstwy pasywnej, która nie ulega uszkodzeniu w trakcie ekspozycji w roztworze NaCl.

Słowa kluczowe

EN

Ni–Mo coating; passive layer; electroplating; SEM; EIS

PL

powłoka Ni–Mo; warstwa pasywna; elektroosadzanie; SEM; EIS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 4
• Strony: 84--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr.

Twórcy

autor

Laszczyńska A.

• Department of Inorganic Chemistry, Wrocław University of Economics

autor

Winiarski J.

• Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology

autor

Szczygieł I.

• Department of Inorganic Chemistry, Wrocław University of Economics

autor

Szczygieł B.

• Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology

Bibliografia

• [1] Bakhit Babak, Alireza Akbari, Farzad Nasirpouri, Mir Ghasem Hosseini. 2014. “Corrosion resistance of Ni-Co alloy and Ni-Co/SiC nanocomposite coatings electrodeposited by sediment codeposition technique”. Appl Surf Sci 307 : 351–359.
• [2] Bełtowska-Lehman Ewa, Agnieszka Bigos, Paulina Indyka, Marcin Kot. 2012. “Electrodeposition and characterization of nanocrystalline Ni-Mo coatings”. Surf Coat Technol 211 : 67–71.
• [3] Hashimoto Kenkichi, Kenichi Asami, A. Kawashima, Hiroki Habazaki, Eiji Akiyama. 2007. “The role of corrosion-resistant alloying elements in passivity”. Corros Sci 49 : 42–45.
• [4] Hirschorn Bryan, Mark E. Orazem, Bernard Tribollet, Vincent Vivier, Isabelle Frateur, Marco Musiani. 2010. “Determination of effective capacitance and film thickness from constant-phase-element parameters”. Electrochim Acta 55 : 6218–6227.
• [5] Huang Pao-Chang, Kung-Hsu Hou, Hung-Hua Sheu, Ming-Der Ger, Gao-Liang Wang. 2014. “Wear properties of Ni–Mo coatings produced by pulse electroforming”. Surf Coat Technol 258 : 639–645.
• [6] Orazem Mark E., Isabelle Frateur, Bernard Tribollet, Vincent Vivier, Sabrina Marcelin, Nadine Pebere, Annette L. Bunge, Erick A. White, Douglas P. Riemer, Marco Musiani. 2013. “Dielectric Properties of Materials Showing Constant-Phase-Element (CPE) Impedance Response”. J. Electrochem Soc 160 (6) : C215–C225.
• [7] Park P.Y., Eiji Akiyama, A. Kawashima, Kenichi Asami, Kenkichi Hashimoto. 1996. “The corrosion behavior of sputter-deposited Mo-Ta alloys in 12 M HCl solution”. Corros Sci 38 : 397–411.
• [8] Srivastava Meenu, C. Anandan, V.K. William Grips. 2013. “Ni-Mo-Co ternary alloy as replacement for hard chrome”. Appl Surf Sci 285P : 167–174.
• [9] Szczygieł Bogdan, Agnieszka Laszczyńska. 2014. “Influence of bath concentration and pH on electrodeposition process of ternary Zn-Ni-Mo alloy coatings”. Trans Inst Met Finish 92 : 196–202.
• [10] Szczygieł Bogdan, Agnieszka Laszczyńska, Włodzimierz Tylus. 2010. “Influence of molybdenum on properties of Zn–Ni and Zn–Co alloy coatings”. Surf Coat Technol 204 : 1438–1444.
• [11] Winiarski Juliusz, Włodzimierz Tylus, Katarzyna Winiarska, Bogdan Szczygieł. 2015. “The influence of molybdenum on the corrosion resistance of ternary Zn-Co-Mo alloy coatings deposited from citrate-sulphate bath”. Corros Sci 91 : 330–340.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

The work was co-financed by statutory activity subsidy from the Polish Ministry of Science and Higher Education for the Faculty of Engineering of Economics of Wrocław University of Economics (Department of Inorganic Chemistry) and for the Faculty of Chemistry of Wrocław University of Science and Technology (Department of Advanced Material Technologies - grant number 0401/0262/16).