Корозійно-електрохемічні властивості квазікристалічних стопів Al–Cu–Co та Al–Ni–Cо у розчині NaCl

О. В. Сухова, В. А. Полонський

Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, просп. Гагаріна, 72, 49010 Дніпро, Україна

Отримано: 10.03.2020; остаточний варіант - 04.08.2020. Завантажити: PDF

У роботі вивчено структуру та електрохемічні властивості квазікристалічних литих стопів Al$_{65}$Co$_{20}$Cu$_{15}$ і Al$_{72}$Co$_{18}$Ni$_{10}$, охолоджених зі швидкістю 50 К/с. Використано методи кількісної металографії, сканувальної електронної мікроскопії, рентґеноструктурного і мікрорентґеноспектрального аналізів. Корозійні властивості у 5% водному розчині NaCl (рН = 6,9–7,1) досліджували гравіметричним і потенціодинамічним методами. У структурі досліджених стопів утворюється не менше 60–65% об. квазікристалічної декагональної фази. Корозія стопів у водному розчині натрій хлориду відбувається за електрохемічним механізмом. Обидва стопи мають близькі значення стаціонарних потенціалів (-0,43 В для стопу Al$_{65}$Co$_{20}$Cu$_{15}$ і -0,40 В для стопу Al$_{72}$Co$_{18}$Ni$_{10}$). Густина струму корозії для стопу Al$_{63}$Co$_{24}$Cu$_{13}$ становить 0,18 мА/см$^2$, а для стопу Al$_{69}$Co$_{21}$Ni$_{10}$ — 0,12 мА/см$^2$. Гравіметричні дослідження показали, що перші 4 доби модельних корозійних випробувань спостерігається приріст маси зразків, а протягом наступних 4 діб маса зразків практично не змінюється. Одержаний результат пояснюється утворенням захисної оксидної плівки на поверхні зразків. Корозійна стійкість стопу Al$_{69}$Co$_{21}$Ni$_{10}$ у сольовому розчині натрій хлориду дещо перевищує стійкість стопу Al$_{63}$Co$_{24}$Cu$_{13}$. Електронно-мікроскопічні дослідження вказують на піттінговий характер корозії. Піттінгові ділянки розміром $\sim$10 мкм виявлено переважно у місцях розташування дефектів. Руйнування поверхні стопів в основному відбувається внаслідок корозії на межі первинних і перитектичних фаз. Ґрунтуючись на проведених дослідженнях, квазікристалічні вилиті стопи Al$_{65}$Co$_{20}$Cu$_{15}$ і Al$_{72}$Co$_{18}$Ni$_{10}$ можна рекомендувати як стопи-наповнювачі макрогетерогенних композиційних покриттів, призначених для експлуатації в умовах морського клімату.

Ключові слова: квазікристалічні вилиті стопи, декагональні квазікристали, розчин натрій хлориду, електрохемічні властивості, корозійна стійкість.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i09/1283.html

PACS: 61.44.Br, 62.23.Pq, 68.37.Hk, 81.05.Ni, 81.65.Kn, 82.45.Bb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. O. V. Sukhova, Metallofiz. Noveishie Technol., 31, No. 7: 1001 (2009) (in Ukrainian).
  2. O. Sukhova and Yu. Syrovatko, Metallofiz. Noveishie Technol., 33, Special Issue: 371 (2011) (in Russian).
  3. I. M. Spyrydonova, O. V. Sukhova, and G. V. Zinkovskij, Metall. Min. Ind., 4, No. 4: 2 (2012).
  4. I. M. Spiridonova, E. V. Sukhovaya, and V. P. Balakin, Metallurgia, 35, No. 2: 65 (1996).
  5. I. M. Spiridonova, E. V. Sukhovaya, V. F. Butenko, A. P. Zhudra, A. I. Litvinenko, and A. I. Belyi, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 32: 139 (1993). Crossref
  6. I. M. Spiridonova, E. V. Sukhovaya, S. B. Pilyaeva, and O. G. Bezrukavaya, Metall. Min. Ind., No. 3: 58 (2002).
  7. O. V. Sukhova and Yu. V. Syrovatko, Metallofiz. Noveishie Technol., 41, No. 9: 1171 (2019). Crossref
  8. E. V. Sukhovaya, J. Superhard Mater., 35, No. 5: 277 (2013). Crossref
  9. A. Rudiger and U. Koster, Mater. Sci. Eng., 294–296: 890 (2000). Crossref
  10. O. V. Sukhova, V. A. Polonskyy, and K. V. Ustinova, Voprosy Khimii i Khimicheskoy Tekhnologii, 121, No. 6: 77 (2018). Crossref
  11. C. Zhou, R. Cai, S. Gong, and H. Xu, Surf. Coat. Technol., 201: 1718 (2006). Crossref
  12. Y. Kang, C. Zhou, S. Gong, and H. Xu, Mater. Sci. Forum, 475–479: 3355 (2005). Crossref
  13. Yi. Lei, M. Calvo-Dahlborg, J. M. Dubois, Z. Hei, P. Weisbecker, and C. Dong, J. Non-Crystalline Solids, 330, Iss. 1–3: 39 (2003). Crossref
  14. S. H. Kim, B. H. Kim, S. M. Lee, W. T. Kim, and D. H. Kim, J. Alloys Compd., 342: 246 (2002). Crossref
  15. A.-P. Tsai, A. Inoue, and T. Masumoto, Mater. Trans., JIM, 30, No. 4: 300 (1989). Crossref
  16. K. Edagawa, H. Tamaru, S. Yamaguchi, K. Suzuki, and S. Takeuchi, Phys. Rev. B, 50: 12413 (1994). Crossref
  17. O. V. Sukhova, V. A. Polonskyy, and K. V. Ustinova, Metallofiz. Noveishie Technol., 40, No. 11: 1475 (2018). Crossref
  18. O. V. Sukhova, V. A. Polonskyy, and K. V. Ustinova, Mater. Sci., 55, No. 2: 285 (2019). Crossref
  19. O. V. Sukhova, V. A. Polonskyy, and K. V. Ustinova, Voprosy Khimii i Khimicheskoy Tekhnologii, 124, No. 3: 46 (2019). Crossref