Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Kaivan Raissi
احمد ساعت چي (استاد راهنما) کيوان رئيسي (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.
چکيده در اين تحقيق به منظور پوشش دهي "روي" بر روي سطح زير لايه فولاد کم کربن پوليش الکتريکي و مکانيکي شده از دانسيته جريان‌هاي 10، 100، 200 و mA/cm 2 400 در حمام سولفاتي شامل افزودني ppm Sn 2+ 10 و ppm Sn 2+ 100 استفاده شد. نتايج مطالعات ولتامتري چرخه‌اي و روبش کاتدي نشان داد در هر دو حمام حاوي m Sn +2 10 وppm Sn +2 100 نرخ احياء هيدروژن بر روي سطوح پوليش مکانيکي از سطوح پوليش الکتريکي بيشتر است. در حمام حاوي ppm Sn +2 100 نرخ احياء هيدروژن بر روي سطح و نيز فراپتانسيل لازم جهت رسوب دهي "روي"، از حمام حاويppm Sn +2 10 بيشتر است. مطابقت مد جوانه زني پوشش‌هاي "روي" در شرايط مختلف با مدل شريفکر مورد بررسي قرار گرفت. بررسي ضريب ديفوزيون سطحي يون‌هاي "روي" در حمام حاوي m Sn +2 10 توسط روابط شريفکر نشان داد که ضريب ديفوزيون يون‌هاي "روي" بر روي سطوح پوليش الکتريکي در چگالي جريان پوشش دهي100و mA/cm 2 200 به ترتيب 35 و 31 برابر بيشتر از سطوح پوليش مکانيکي مي‌باشد. همچنين ضريب ديفوزيون يون‌هاي Zn +2 با افزايش چگالي جريان پوشش دهي، بر روي سطوح پوليش مکانيکي و الکتريکي افزايش مي‌يابد. بررسي بافت پوشش‌ها توسط آناليز تفرق اشعه ايکس(XRD) نشان داد در حمام حاوي ppm Sn +2 10 مولفه بافت پوشش‌ها بر روي سطوح پوليش الکتريکي در چگالي جريان‌هاي پوشش دهي 100، 200 و mA/cm 2 400 عمدتاً صفحه قاعده {2. 00} و در چگالي جريان mA/cm 2 10 صفحات هرمي کم زاويه مي‌باشد. در پوشش‌هاي ايجاد شده بر روي سطوح پوليش مکانيکي با چگالي جريان‌هاي پوشش دهي 10، 100 و mA/cm 2 200 مولفه‌هاي بافت هرمي شدت زيادي دارند در حالي که در چگالي جريان mA/cm 2 400 مولفه بافت {2. 00} به شدت افزايش مي‌يابد و مولفه‌هاي بافت هرمي حذف مي‌شود. در حمام حاوي ppm Sn +2 100 مولفه‌هاي بافت پوشش‌هاي ايجاد شده بر روي سطوح پوليش مکانيکي والکتريکي شامل صفحات قاعده {2. 00} و صفحات هرمي {5. 10}، {4. 10}، {3. 10}، {2. 10} و {4. 11} مي‌باشند که با افزايش چگالي جريان پوشش دهي شدت صفحات هرمي با زاويه بالاتر افزايش مي‌يابد. بررسي منحني‌هاي پلاريزاسيون تافل پوشش‌ها در محلول NaCl %5 هوازدايي شده نشان داد شاخه آندي منحني‌هاي تافل در تمامي پوشش‌ها تقريباً بر روي هم منطبق است در حالي که شاخه‌هاي کاتدي اين منحني‌ها که مربوط به احياء هيدروژن است تفاوت زيادي با هم دارند. آزمون‌هاي پتانسيو استاتيک در پتانسيل آندي mV 1000 – و پتانسيل کاتدي mV 1350 – نيز تاييد کرد که تفاوت در جهت‌گيري کريستال‌هاي سطحي پوشش بيشتر روي نرخ احياء هيدروژن بر روي اين سطوح تاثير مي‌گذارد و نرخ انحلال "روي" وابستگي زيادي به جهت‌گيري کريستال‌هاي سطحي ندارد. مقايسه بافت و مرفولوژي پوشش‌هاي مختلف با خواص خوردگي نشان داد بافت پوشش‌ها نمي‌تواند عامل تعيين مقاومت به خوردگي پوشش‌ها باشد. به نظر مي‌رسد که خواص خوردگي را بايد به صفحات در معرض محلول، و نيز تخلخل وسطح موثر پوشش که در معرض محلول خورنده قرار مي‌گيرد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی