Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
کیوان رئیسی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shohreh Khorsand Hafshejani
شهره خرسندهفشجانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Effect of Additives on the Structure and Properties of Electrodeposited Zinc Coatings Zinc coatings were electrodeposited on steel substrate from an acidic sulphate bath. The effect of oxalate anions and 1, 2-diaminopropane as chelating agents on nucleation and growth mechanism, surface morphology, predominant texture and corrosion behaviour of zinc electrodeposits was investigated. Evaluation of nucleation mode of zinc in the presence and absence of oxalate anions showed that the instantaneous nucleation is predominant in both cases (pH =2). From the analysis of the chronoamperometric transients and the AFM images, the nuclei density has been calculated. The values obtained from AFM images are one order of magnitude higher than those obtained by analysis. However, a less number of nuclei are formed on steel substrate in the presence of oxalate anions. Electrochemical impedance spectroscopy revealed that in the bath containing oxalate anions, the growth of deposit is semi-infinite diffusion controlled. While in the absence of oxalate anions, the charge transfer control was governed. In the absence of oxalate anions, the texture components of zinc coating were mostly basal and low angle pyramidal planes, whereas in the presence of oxalate anions, the high angle pyramidal and prism planes were dominant. Furthermore, oxalate anions changed the zinc surface morphology from packets of hexagonal platelets to a granular nature. It was observed that the corrosion resistance of zinc electrodeposits is related to the crystallographic planes exposed to aggressive solution, and not only the planes considered as texture components. The findings highlight the role of surface morphology of the coatings on exchange current density of water reduction and its subsequent effect on the corrosion resistance. In the presence of oxalate anions, the zinc coating produced had a better corrosion protective property than that deposited from bath without oxalate anions. The 1, 2 diamionpropane greatly affected the zinc deposits and its effects can be attributed to its retarding effect of nucleation and growth. The voltammetric analysis has shown that the presence of 1, 2 diaminopropane in the sulphate bath shifts the reduction potential of Zn (II) to more negative values. Analysis of chronoamperograms obtained in the absence and presence of 1, 2-diaminopropane indicates that the progressive nucleation is predominant in both cases (pH =5). Electrochemical impedance spectroscopy revealed that in the bath containing 1, 2-diaminopropane, the surface diffusion of zinc adions should be considered slower than in the absence of1, 2-diaminopropane. This additive produces a uniform
در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر افزودنی ها بر فرایند پوشش دهی روی بر سطح فولاد کم کربن پولیش مکانیکی شده، از دانسیته جریان mA/cm 2 100 و از حمام سولفاتی شامل افزودنی های اسید اگزالیک و همچنین 1و2 دی آمینو پروپان استفاده شد. مطابقت مد جوانه زنی پوشش‌های روی در حضور دو ماده ی افزودنی با مدل شریفکر بررسی شد. چگالی جوانه های روی تشکیل شده و ثابت نرخ جوانه زنی از دو روش متفاوت ( با استفاده از منحنی های جریان- زمان در پتانسیل ثابت و از طریق مشاهدات میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)) محاسبه شد. نتایج حاصل از آزمون امپدانس الکتروشیمیایی حاکم بودن فرایند کنترل نفوذی در حین رشد رسوبات روی در اثر افزودن یون های اگزالات را تأیید نمود. بررسی بافت پوشش‌ها توسط آنالیز تفرق اشعه ایکس(XRD) نشان داد که در حمام فاقد افزودنی (2pH=) مولفه بافت پوشش‌ها، عمدتاً صفحه قاعده {2. 00} و صفحات هرمی کم زاویه {4. 10}، {3. 10} است. با افزودن M 5/0 یون های اگزالات به حمام سولفات روی، مولفه بافت{2. 00} از بین رفته و صفحات هرمی زاویه‌ی بالا{1. 10} و منشوری{0. 11}و {0. 10} بافت غالب را تشکیل دادند. در حمام فاقد 1و2 دی آمینو پروپان (5pH=) مولفه‌های بافت پوشش‌های ایجاد شده شامل صفحات قاعده‌{2. 00} و صفحات هرمی کم زاویه {3. 10} بود که با افزودن 1و2 دی آمینو پروپان به حمام سولفات روی، مولفه بافت{2. 00} از بین رفته و بافت هرمی کم زاویه{3. 10} و{4. 10 } ترویج یافت. بررسی منحنی‌های پلاریزاسیون تافل پوشش‌ها در محلول NaCl %5 هوازدایی شده نشان داد که شاخه آندی منحنی‌های پلاریزاسیون تافل در هر دو پوشش بدست آمده از حمام سولفاتی فاقد و حاوی یون های اگزالات تقریباً بر روی هم منطبق است در حالی که شاخه‌های کاتدی این منحنی‌ها که مربوط به احیای آب است تفاوت زیادی با هم دارند. به نظر می رسد تفاوت در جهت‌گیری کریستال‌های سطحی پوشش، برروی نرخ احیای آب تاثیر می‌گذارد و نرخ انحلال روی وابستگی زیادی به جهت‌گیری کریستال‌های سطحی ندارد. مقایسه بافت و مورفولوژی این پوشش‌ها با خواص خوردگی نشان داد که بافت پوشش‌ها به تنهایی نمی‌تواند عامل تعیین کننده ی مقاومت به خوردگی پوشش‌ها باشد و خواص خوردگی را باید به همه ی صفحات در معرض محلول نسبت داد. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که افزودن 1و2 دی آمینو پروپان به حمام پوشش دهی سبب حذف حفره های ناشی از آزاد شدن هیدروژن شده و در نتیجه پوشش یکنواخت تری حاصل شده است. از این رو پوشش روی بدست آمده در حضور 1و2 دی آمینو پروپان مقاومت خوردگی بالاتری را از خود نشان داده است. کلمات کلیدی : رسوب دهی الکتریکی، روی، جوانه زنی و رشد، افزودنی ها.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی