Получение и электрохимические свойства многослойных наноразмерных антикоррозионных покрытий на поверхности металлов

ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», г. Ижевск ¹

ФГБУН «Физико-технический институт УрО РАН», г. Ижевск ²

Известны различные методы создания защитных слоёв на поверхности металлов при адсорбции ингибиторов коррозии. В частности, для защиты от коррозии в нейтральных средах находят применение аминополифосфонатные металлокомплексы. Указанные соединения хемосорбируются на поверхности металлов (М) с образованием связей M–O–P с высокой степенью ковалентности. Эти связи образуются преимущественно на участках поверхности металла, имеющих первичную оксидную (гидроксидную) плёнку.

Однако получаемые адсорбционные слои являются гидрофильными, что обусловливает возможность их деструкции при взаимодействии с компонентами коррозионной среды и снижает эффективность торможения ими коррозии.

В настоящей работе нами показано, что предварительная обработка металлических поверхностей бомбардировкой ионами кислорода или короткоимпульсным лазерным облучением приводит к созданию нестехиометрических металлооксидных слоёв, включающих различные формы кислорода, в том числе хемосорбированный. На таких поверхностях защитный эффект при адсорбции аминополифосфонатных металлокомплексов значительно выше, чем на необработанных. Получаемые при этом покрытия, однако, также не являются гидрофобными. Модификация получаемого адсорбционного защитного слоя раствором винилтриэтоксисилана придаёт покрытию высокую гидрофобность. Вместе с тем, мы установили, что это также приводит к значительному повышению противокоррозионной эффективности защитного слоя. С целью упрощения технологии создания защитных слоёв мы экспериментально установили, что такое же покрытие удаётся получить при однованной обработке поверхности металла многокомпонентным раствором, содержащим аминополифосфонатный металлокомплекс и винилтриэтоксисилан.

Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии с послойным травлением поверхности ионами аргона установлено, что при использовании предлагаемой технологии образуется многослойное наноразмерное покрытие толщиной до 20 нм, включающее переходный слой металлооксидной фазы, и комбинированную плёнку аминополифосфонатного комплекса и винилтриэтоксисилана.

Таким образом, предлагаемая нами технология позволит реализовать принцип создания многослойных самопроизвольно создающихся адсорбционных слоев, имеющих заданные функциональные характеристики, в нашем случае это повышенные антикоррозионные свойства. Иначе говоря, образовавшиеся адсорбционные слои создаются самопроизвольно путем самосборки.