Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
کيوان رئيسي (استاد راهنما) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shohreh Khorsand Hafshejani
شهره خرسندهفشجاني

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
چکيده در اين تحقيق به منظور بررسي تاثير افزودني ها بر فرايند پوشش دهي روي بر سطح فولاد کم کربن پوليش مکانيکي شده، از دانسيته جريان mA/cm 2 100 و از حمام سولفاتي شامل افزودني هاي اسيد اگزاليک و همچنين 1و2 دي آمينو پروپان استفاده شد. مطابقت مد جوانه زني پوشش‌هاي روي در حضور دو ماده ي افزودني با مدل شريفکر بررسي شد. چگالي جوانه هاي روي تشکيل شده و ثابت نرخ جوانه زني از دو روش متفاوت ( با استفاده از منحني هاي جريان- زمان در پتانسيل ثابت و از طريق مشاهدات ميکروسکوپ نيروي اتمي(AFM)) محاسبه شد. نتايج حاصل از آزمون امپدانس الکتروشيميايي حاکم بودن فرايند کنترل نفوذي در حين رشد رسوبات روي در اثر افزودن يون هاي اگزالات را تأييد نمود. بررسي بافت پوشش‌ها توسط آناليز تفرق اشعه ايکس(XRD) نشان داد که در حمام فاقد افزودني (2pH=) مولفه بافت پوشش‌ها، عمدتاً صفحه قاعده {2. 00} و صفحات هرمي کم زاويه {4. 10}، {3. 10} است. با افزودن M 5/0 يون هاي اگزالات به حمام سولفات روي، مولفه بافت{2. 00} از بين رفته و صفحات هرمي زاويه‌ي بالا{1. 10} و منشوري{0. 11}و {0. 10} بافت غالب را تشکيل دادند. در حمام فاقد 1و2 دي آمينو پروپان (5pH=) مولفه‌هاي بافت پوشش‌هاي ايجاد شده شامل صفحات قاعده‌{2. 00} و صفحات هرمي کم زاويه {3. 10} بود که با افزودن 1و2 دي آمينو پروپان به حمام سولفات روي، مولفه بافت{2. 00} از بين رفته و بافت هرمي کم زاويه{3. 10} و{4. 10 } ترويج يافت. بررسي منحني‌هاي پلاريزاسيون تافل پوشش‌ها در محلول NaCl %5 هوازدايي شده نشان داد که شاخه آندي منحني‌هاي پلاريزاسيون تافل در هر دو پوشش بدست آمده از حمام سولفاتي فاقد و حاوي يون هاي اگزالات تقريباً بر روي هم منطبق است در حالي که شاخه‌هاي کاتدي اين منحني‌ها که مربوط به احياي آب است تفاوت زيادي با هم دارند. به نظر مي رسد تفاوت در جهت‌گيري کريستال‌هاي سطحي پوشش، برروي نرخ احياي آب تاثير مي‌گذارد و نرخ انحلال روي وابستگي زيادي به جهت‌گيري کريستال‌هاي سطحي ندارد. مقايسه بافت و مورفولوژي اين پوشش‌ها با خواص خوردگي نشان داد که بافت پوشش‌ها به تنهايي نمي‌تواند عامل تعيين کننده ي مقاومت به خوردگي پوشش‌ها باشد و خواص خوردگي را بايد به همه ي صفحات در معرض محلول نسبت داد. تصاوير حاصل از ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) نشان داد که افزودن 1و2 دي آمينو پروپان به حمام پوشش دهي سبب حذف حفره هاي ناشي از آزاد شدن هيدروژن شده و در نتيجه پوشش يکنواخت تري حاصل شده است. از اين رو پوشش روي بدست آمده در حضور 1و2 دي آمينو پروپان مقاومت خوردگي بالاتري را از خود نشان داده است. کلمات کليدي : رسوب دهي الکتريکي، روي، جوانه زني و رشد، افزودني ها.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی