Белорусский государственный технологический университет, Минск
Для повышения коррозионной стойкости алюминиевых сплавов, может быть использован в качестве модифицирующей добавки, внедряемый в структуру анодного покрытия, проводящий полимер на основе полианилина.
Получение модифицированных полианилином анодно-оксидных покрытий на поверхности сплава проводили в электролите состава, моль/дм3: C6H5NH2 – 0,3; H2SO4 – 0,5. Процесс проводили в гальваностатическом режиме со стабилизацией по току, при плотности рабочего тока i=1,25 А/дм2 и напряжении U 26,6 В. Время получения покрытия составляло 20 мин, температура процесса – 20 °С. Все электрохимические исследования проводились на потенциостате-гальваностате Autolab PGSTAT302N.
При проведении электролиза на образцах, выполненных из сплава АМЦ, образуется многослойная пористая структура, представляющая собой оксидную матрицу, поры которой заполнены преимущественно пернигранилином и полимерную пленку, покрывающую поверхность изделия, толщиной до 40 мкм.
1 – чистый алюминий; 2 – анодированный алюминий в растворе H2SO4 150 г/дм3; 3 – анодированный алюминий, модифицированный ПАНи
Рис. 1 Анодные поляризационные кривые сплава АМЦ, полученные в 0,05М растворе NaCl:
Проводя анализ поляризационных кривых, были рассчитаны скорости протекания коррозионных процессов, а также их параметры. Необработанный алюминий марки АМЦ показал ток коррозии в растворе 0,05М NaCl 0,00452 А, поляризационное сопротивление 40,982 Ома и скорость растворения металла 12,175 мм/год. Алюминий, предварительно подвергшийся анодированию в стандартном сернокислом электролите, продемонстрировал меньшую скорость коррозии - 0,022607 мм/год, ток коррозии снизился до 8,3867·10-6 А, а поляризационное сопротивление возросло до 21242 Ом.
Внедрение полианилина, в структуру оксидного слоя, показало повышение коррозионной стойкости в сравнении со стандартным защитным-декоративным анодированием. Согласно данным, ток коррозии составил 6,6058·10-6 А, что на 21,3 % меньше в сравнении с анодированным образцом, поляризационное сопротивление возросло незначительно, в сравнении в предыдущим опытом и составило 22235 Ом, в свою очередь скорость коррозии также уменьшилась до 0,01587 мм/год.
Для определения влияния полученного защитного покрытия, на сплаве АМЦ, было проведено коррозионное исследование продолжительностью 120 часов.
Импедансные диаграммы Найквиста имеют форму слабо искаженного полукруга, указывая на то, что перенос заряда является лимитирующей стадией диффузионного процесса, который протекает в неоднородном слое с конечной толщиной, в каждой точке которого соблюдается закон Фика.
Из проведенных исследований было выявлено, что значение Rпз для модифицированного полианилином покрытия, скачкообразно изменяется в пределах 20-32 кОм·см2 в течении первых суток проведения коррозионного исследования. Такое резкое колебание может объясняться пробоями в порах, однако в ходе химического взаимодействия полианилина с компонентами коррозионной среды, происходит снижение скорости падения сопротивления переноса заряда за счет перехода пернигранилина в форму эмеральдина, который отличается большей, в сравнении с другими формами полимера, электрической проводимостью. В результате чего, перераспределение электрического заряда по поверхности металла, частично компенсирует протекающие в порах коррозионные процессы.
По итогам коррозионных испытаний и данным импедансной спектроскопии, можно заключить, что модифицированные полианилином защитные покрытия, обладают большими, в сравнении со стандартными оксидными покрытиями, защитными свойствами. Внедрение проводящего полимера в структуру оксидной матрицы существенно снижает скорость протекания коррозионного процесса, а полимерная пленка, покрывающая поверхность, обеспечивает механическую защиту от взаимодействия с коррозионной средой.
Литература