Новый способ защиты металла от коррозии разработан в РХТУ

Защита металла от коррозии — актуальная задача. Один из перспективных методов её решения — нанесение супергидрофобных покрытий. Они водонепроницаемы, устойчивы к биообрастанию, неорганическим и органическим загрязнениям, способны к самоочищению и имеют электроизоляционные свойства.

Супергидрофобные покрытия защищают металлы и сплавы от коррозии и снижают гидродинамическое трение жидкого потока. Их поверхность проявляет «эффект лотоса»: капля воды на ней принимает форму, близкую к шарообразной, и скатывается при небольшом наклоне поверхности по отношению к горизонту, захватывая при движении загрязнения.

Учёные из РХТУ им. Д.И. Менделеева нашли способ сделать супергидрофобное покрытие более износостойким. Они предложили предварительно анодно окислять металл основы.

Процесс создания супергидрофобной поверхности состоит из двух этапов:

1. Анодное окисление в растворе кислот создаёт на поверхности металла шероховатый слой.
2. На втором этапе этот слой модифицируется за счёт адсорбции органических веществ с низкой поверхностной энергией. В частности, для этого использовалась смесь диметилсульфоксида (ДМСО) и стеариновой кислоты. Весь процесс занимает 10 минут и происходит при температуре 30 °C.

Целью исследования было изучить влияние анодного окисления на свойства супергидрофобных покрытий.

В ходе работы выяснилось, что при окислении металла в растворе серной и фосфорной кислот на его поверхности формируется оксидная плёнка с микрорельефом. Процесс проводится при комнатной температуре (25 °C) и напряжении 12 вольт, длится 20 минут.

Предварительная обработка улучшает сцепление металла с модифицирующими органическими веществами (ДМСО и стеариновой кислотой), что повышает износостойкость покрытия. Износостойкость оценивали воздействием калиброванного песка в орбитальном шейкере.

Покрытия, полученные по старой технологии на поверхности алюминия с предварительной стадией травления, теряют супергидрофобность через 15 минут испытаний.

Покрытия, сформированные на предварительно анодированном алюминии, сохраняют супергидрофобные свойства даже спустя 20 часов. Через 22 часа покрытие перестаёт быть супергидрофобным, но полностью не истирается.

Испытание на коррозию показало, что анодированные образцы выдерживают 830 часов без проявлений коррозии при воздействии соляного тумана (5% водный раствор хлористого натрия). Чистый сплав в аналогичных условиях начинает корродировать спустя 22 часа.

Источник: https://www.muctr.ru/

16.08.2024