Корозійна стійкість цинкових виробів, отриманих методом електрохімічного 3Д-друку
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2024-1(35)-232-239Ключові слова:
цинк; локальне електроосадження; електрохімічний 3Д друк; сульфатний електроліт; поверхнево активні добавки; корозійна стійкістьАнотація
Стаття присвячена реалізації процесу електрохімічного 3Д-друк виробів із цинку та визначенню впливу способу їх одержання на корозійну стійкість. Показана можливість електрохімічного 3Д друку об’єктів з цинку при товщині осаджуваного шару металу 180…240 мкм в інтервалі густин струму 2,4…3,0 А/дм2, із дрібнокристалічною компактною структурою при використанні швидкісного сульфатного електроліту цинкування. Найбільш пружні та еластичні осади цинку були отримані в електроліті без додавання органічних добавок та при введенні до електроліту желатину. При використанні як добавка, нафталін дисульфокислоти 1,5-динатрієвої солі були отримані найбільш дрібнокристалічні та напівблискучі осади цинку, проте крихкість осадів дещо зросла. З метою оцінки корозійної стійкості та визначення швидкості корозії були застосовані методи побудови поляризаційних кривих та вимірювання електрохімічного імпедансу. Для реалізації останнього із фрагментів електрохімічно надрукованих цинкових об’єктів були створені спеціальні датчики. Проведені дослідження корозійної стійкості надрукованих цинкових об’єктів у 3,5 % розчині хлориду натрію показали швидкість корозії варіюється в межах 0,03…0,06 мА/см2. Вигляд, отриманих при вимірюванні електрохімічного імпедансу, діаграм Боде та Найквіста свідчить про те, що корозія надрукованих цинкових зразків відбувається зі змішаним дифозійно-кінетичним контролем. Характер зміни величин швидкостей корозії та розрахованих, на основі діаграм Найквіста, поляризаційного опору вказують на те, що використання електрохімічного 3Д-друку як способу отримання та введення при цьому в електроліт органічних добавок не призводить до зниження корозійної стійкості металy.
Посилання
Rafiee, M., Farahani, R.D., Therriaul, D. (2020). Multi-Material 3D and 4D Printing: A Survey. Adv. Sci. 1902307. https://doi.org/10.1002/advs.201902307.
Braun, T.M., Schwartz, D.T. (2016). The Emerging Role of Electrodeposition in Additive Manufacturing. Electrochem. Soc. Interface, 25, 69–73. https://iopscience.iop.org/article/10.1149/2.F07161if.
Chen, X., Liu, X., Childs, P., Nigel, B., Wu, B. (2017). 3D Printing: A Low Cost Desktop Electrochemical Metal 3D Printer. Advanced Materials Technologies, 2(10), 1700148 https://doi.org/ 10.1002/admt.201770046.
Liu, P., Guo, Y., Wu, Y., Chen, J., Yang, Y. (2020). A Low-Cost Electrochemical Metal 3D Printer Based on a Microfluidic System for Printing Mesoscale Objects. Crystals, 10(4), 257. https://doi.org/10.3390/cryst10040257.
Behroozfar, A., et al. (2018) Minary-Jolandan M. Microscale 3D Printing of Nanotwinned Copper. Adv. Mater., 30(4). https://doi.org/10.1002/adma.201705107.
Seol, S.K., et al. (2015). Electrodeposition-based 3D Printing of Metallic Microarchitec-tures with Controlled Internal Structures. Small, 11(32), 3896–3902. https://doi.org/10.1002/smll.201500177.
Xu, J., et al. (2020). A review: development of the maskless localized electrochemical deposition technology. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 110, 1731–1757 https://doi.org/10.1007/s00170-020-05799-5.
Radek, N., Pietraszek, J., Klimecka-Tatar, D. (2020). Production of zinc coatings by elec-tro-spark deposition. CzOTO, 2(1), 253 – 258. https://doi.org/10.2478/czoto-2020-0031.
Singh R., et al. (2024). Establishing industrial Zn‑Ni brush electroplating process without post-plating hydrogen embrittlement relief baking. Surface and Coatings Technology, 478, 130363. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.130363.
Behera, P. (2021). Effect of brush plating process variables on the microstructures of Cd and ZnNi coatings and hydrogen embrittlement. Surface and Coatings Technology, 417, 127181 https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127181.
Lei, C. (2020). Gamma-phase Zn-Ni alloy deposition by pulse-electroplating from a modified deep eutectic solution. Surface and Coatings Technology, 403, 126434. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126434.
Ushchapovskiy, D., et al. (2019). Effect of saccharin on corrosion resistance of bright Ni coatings under conditions simulating a wet tropical climate. Materials Today: Proceedings, 6, 171–177 https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.10.091.
Ushchapovskiy, D.Y., et al. (2023). Comparative study of corrosion activity of bright and matte nickel coatings in solutions and vapor of acetic acid. Mater. Sci., 58, 540–547 https://doi.org/10.1007/ s11003-023-00696-0.
Vasyliev, G., et al. (2023). Influence of polarization curve slope on the accuracy of local copper electrodeposition from sulphate electrolyte. Journal of Electrochemical Science and En-gineering, 13(6), 971–980. https://doi.org/10.5599/jese.1899.
Basak P. S., (2021). Effect of ZnSO4.7H2O concentration of electrolyte solution on Zn electrode position process. IOSR Journal of Applied Chemistry, 14(9), 10-15. https://doi.org/10.9790/5736-1409011015.
Andrade, C., Castelo, V. (1984). Practical measurement of the AC impedance of steel bars embedded in concrete by means of a spectrum analyser. British Corrosion Journal, 19(2), 98-100. https://doi.org/10.1179/000705984798273425.
Walter, G. W. (1986). A review of impedance plot methods used for corrosion perfor-mance analysis of painted metals. Corrosion Science, 26(9), 681-703. https://doi.org/10.1016/0010-938X(86)90033-8
Ambrosi, V., Di Sarli, A. (1993). Development of a mathematical treatment for electro-chemical impedance data obtained from coated metals: Part 1. Anti-Corrosion Methods and Ma-terials, 40(9), 4-9. http://dx.doi.org/10.1108/eb007329.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
