Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Kaivan Raissi
احمد ساعت چی (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Babak Paran
بابک پرن

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

The Effect of the Addition of Trace Amount of Sn+2 to Zinc Electrodeposition Bath, on Texture, Morphology and corrosion Resistance of Coatings
Zinc coatings were deposited from sulfate bath containing 10 and 100 ppm Sn 2+ on mechanically and electrolytically polished low carbon steel substrate. The current densities used were 10, 100, 200 and 400 mA/cm 2 . Cyclic Voltametery and cathodic sweep results showed that hydrogen evolution rate on electrolytically polished surface is more than that on mechanically polished surface in the presence of 10 and 100 ppm Sn 2+ . Hydrogen evolution rate on steel substrate and Zn electrodeposition overpotential with 100 ppm Sn 2+ are more than those with 10 ppm Sn 2+ . Besides this, Zn reduction with 10 ppm Sn 2+ is easier. Correlation between nucleation modes of deposits in different conditions and Scharifker model was studied. Calculation of surface diffusion coefficient of Zn ions in 10 ppm Sn 2+ contained bath by Scharifker equations showed that surface diffusion of Zn ions on electrolytic polished surface in 100 and 200 mA/cm 2 is about 35 and 31 times greater than that on mechanically polished surface respectively. In addition, increasing the current density increases surface diffusion coefficient of Zn 2+ ions on both mechanically and electrolytically polished surfaces. Coatings texture calculation with X-ray diffraction patterns revealed that {00.2} basal plane in 100, 200 and 400 mA/cm 2 current densities and low angle pyramidal plane in 10 mA/cm 2 are main texture component in coatings obtained from bath containing 10 ppm Sn 2+ on electrolytically polished surface. Pyramidal texture component in 10, 100 and 200 mA/cm 2 current densities and {00.2} basal plane in 400 mA/cm 2 are main texture component in coatings obtained from bath containing 10 ppm Sn 2+ on mechanically polished surface. {00.2} basal plane and {11.4}, {10.2}, {10.3}, {10.4} and {10.5} pyramidal planes are texture components in coatings obtained from 100 ppm Sn 2+ contained bath on both mechanically and electrolytically polished surfaces and high angle pyramidal plane intensity increases with increasing current density. Tafel polarization test results in deaerated 0.5%wt NaCl solution revealed that anodic branches are partially same but cathodic branches are very different. Potentiostatic tests in -1000 mV anodic potential and -1350 mV cathodic potential revealed that crystallographic orientations difference is effective on hydrogen evolution rate and has no effect on Zn dissolution rate. Comparison of correlation between coatings texture and morphology with corrosion properties revealed that coatings texture cannot be the determining parameter on corrosion resistance. Further analysis revealed that corrosion properties must be related to planes exposed to solution, porosity and effective surface.
در این تحقیق به منظور پوشش دهی "روی" بر روی سطح زیر لایه فولاد کم کربن پولیش الکتریکی و مکانیکی شده از دانسیته جریان‌های 10، 100، 200 و mA/cm 2 400 در حمام سولفاتی شامل افزودنی ppm Sn 2+ 10 و ppm Sn 2+ 100 استفاده شد. نتایج مطالعات ولتامتری چرخه‌ای و روبش کاتدی نشان داد در هر دو حمام حاوی m Sn +2 10 وppm Sn +2 100 نرخ احیاء هیدروژن بر روی سطوح پولیش مکانیکی از سطوح پولیش الکتریکی بیشتر است. در حمام حاوی ppm Sn +2 100 نرخ احیاء هیدروژن بر روی سطح و نیز فراپتانسیل لازم جهت رسوب دهی "روی"، از حمام حاویppm Sn +2 10 بیشتر است. مطابقت مد جوانه زنی پوشش‌های "روی" در شرایط مختلف با مدل شریفکر مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ضریب دیفوزیون سطحی یون‌های "روی" در حمام حاوی m Sn +2 10 توسط روابط شریفکر نشان داد که ضریب دیفوزیون یون‌های "روی" بر روی سطوح پولیش الکتریکی در چگالی جریان پوشش دهی100و mA/cm 2 200 به ترتیب 35 و 31 برابر بیشتر از سطوح پولیش مکانیکی می‌باشد. همچنین ضریب دیفوزیون یون‌های Zn +2 با افزایش چگالی جریان پوشش دهی، بر روی سطوح پولیش مکانیکی و الکتریکی افزایش می‌یابد. بررسی بافت پوشش‌ها توسط آنالیز تفرق اشعه ایکس(XRD) نشان داد در حمام حاوی ppm Sn +2 10 مولفه بافت پوشش‌ها بر روی سطوح پولیش الکتریکی در چگالی جریان‌های پوشش دهی 100، 200 و mA/cm 2 400 عمدتاً صفحه قاعده {2. 00} و در چگالی جریان mA/cm 2 10 صفحات هرمی کم زاویه می‌باشد. در پوشش‌های ایجاد شده بر روی سطوح پولیش مکانیکی با چگالی جریان‌های پوشش دهی 10، 100 و mA/cm 2 200 مولفه‌های بافت هرمی شدت زیادی دارند در حالی که در چگالی جریان mA/cm 2 400 مولفه بافت {2. 00} به شدت افزایش می‌یابد و مولفه‌های بافت هرمی حذف می‌شود. در حمام حاوی ppm Sn +2 100 مولفه‌های بافت پوشش‌های ایجاد شده بر روی سطوح پولیش مکانیکی والکتریکی شامل صفحات قاعده {2. 00} و صفحات هرمی {5. 10}، {4. 10}، {3. 10}، {2. 10} و {4. 11} می‌باشند که با افزایش چگالی جریان پوشش دهی شدت صفحات هرمی با زاویه بالاتر افزایش می‌یابد. بررسی منحنی‌های پلاریزاسیون تافل پوشش‌ها در محلول NaCl %5 هوازدایی شده نشان داد شاخه آندی منحنی‌های تافل در تمامی پوشش‌ها تقریباً بر روی هم منطبق است در حالی که شاخه‌های کاتدی این منحنی‌ها که مربوط به احیاء هیدروژن است تفاوت زیادی با هم دارند. آزمون‌های پتانسیو استاتیک در پتانسیل آندی mV 1000 – و پتانسیل کاتدی mV 1350 – نیز تایید کرد که تفاوت در جهت‌گیری کریستال‌های سطحی پوشش بیشتر روی نرخ احیاء هیدروژن بر روی این سطوح تاثیر می‌گذارد و نرخ انحلال "روی" وابستگی زیادی به جهت‌گیری کریستال‌های سطحی ندارد. مقایسه بافت و مرفولوژی پوشش‌های مختلف با خواص خوردگی نشان داد بافت پوشش‌ها نمی‌تواند عامل تعیین مقاومت به خوردگی پوشش‌ها باشد. به نظر می‌رسد که خواص خوردگی را باید به صفحات در معرض محلول، و نیز تخلخل وسطح موثر پوشش که در معرض محلول خورنده قرار می‌گیرد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی