1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физикохимия поверхности и защита материалов
  4. T. 59, № 6, 2023

Физикохимия поверхности и защита материалов, 2023, T. 59, № 6, стр. 670-680

Электрохимическое поведение стали, покрытой кремнийорганическими самоорганизующимися слоями

М. А. Петрунин a, *, Л. Б. Максаева a, Т. А. Юрасова a, А. А. Рыбкина a, В. А. Котенев a, А. Ю. Цивадзе a

a Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119071 Москва, Ленинский пр., 31/4, Россия

* E-mail: mmvp@bk.ru

Поступила в редакцию 31.07.2023
После доработки 07.08.2023
Принята к публикации 14.08.2023

Аннотация

Разработаны способы предварительного модифицирования поверхности конструкционных металлов составами на основе органосиланов, включающими как растворы индивидуальных органосиланов, так и двухкомпонентные смеси, состоящие из двух органосиланов или органосилана с органическим ингибитором коррозии. В результате такой модификации на поверхности металла формируются самоорганизованные силоксановые полимерно/олигомерные наноразмерные слои. Такие слои способны менять физико-химические свойства поверхности металла, в частности ее электрохимическое поведение. В настоящей работе подробно изучено влияние кремнийорганических поверхностных слоев на электрохимическое поведение углеродистой стали, особенно на анодное локальное растворение металла. Показано ингибирование растворение металла поверхностными слоями. Установлено, что наибольший ингибирующий эффект проявляют двухкомпонентные модифицирующие составы, а именно смеси винилсилана с аминосиланом и винилсилана с бензотриазолом. Рассмотрен механизм ингибирования коррозии поверхностными нанослоями, образующимися при модификации поверхности двухкомпонентными смесями.

Ключевые слова: органосиланы, модификация поверхности, самоорганизующийся силоксановый слой, локальное анодное растворение, питтингообразование, электрохимическая импедансная спектроскопия

Список литературы

  1. McCaffertv E. // Introduction to Corrosion Science; 2010. Springer Science + Business Media: New York, NY, USA, 565 p.

  2. Sastri V.S. // Challenges in corrosion. Costs, Causes, Consequences, and Control. 2015. John Wiley & Sons Ltd.: Hoboken, New Jersey, USA. 408 p.

  3. The Cost of Corrosion in China. 2018. Science Press-Springer: Beijing, China. 941 p.

  4. Trends in Oil and Gas Corrosion Research and Technologies. El-Sherik, A.M. (Ed.). 2017. Woodhead Publishing: Cambridge, UK. 890 p.

  5. Vogelsang J.A. // Anticorrosive pigments in organic coatings. In Self-Healing Properties of New Surface Treatments; Fedrizzi L., Furbeth W., Montemor F., (Eds.) 2011. Maney Publishing: Leeds, UK. P. 1–11.

  6. Ossai C.I. // Corrosion. 2012. V. 2012. Article ID 570143.

  7. Колотыркин Я.М. // Металл и коррозия. М.: Металлургия. 1985. С. 10.

  8. White Paper Strategy for a Future Chemical Policy of the Commission of the European Communities. Brussels, 2001.

  9. Leuenberger-Minger A.U., Faller M. Richner P. // Materials and Corrosion. 2002. V. 53. № 3. P. 157.

  10. Leygraf C., Wallinder I.O., Tidblad J., Graedel T. // Atmospheric Corrosion. 2nd Edition. John Wiley & Sons, Inc., New Haven, USA, 2016. 470 p.

  11. Knudsen O.O., Forsgren A. // Corrosion Control Through Organic Coatings. 2-nd Edition. 2017. CRC Press- Taylor & Francis Group. Boca-Raton-London- NY. 256 p.

  12. Organic Coatings for Corrosion Control. Bierwagen G.P., Ed. 1998. American Chemical Society, Washington, DC, USA. P. 2.

  13. Franquet A., Van Schaftinghen T., De Graeve I., Laha P., Le Pen C., Terryn H., Vereecken J. // Overview of formation of Cr’ -free films on Al/Zn/Fe substrates: Case study silane formation. In Materials of 16th International Corrosion Congress. September 19–24. 2005 Beijing Internationl Convention Center, Beijing China . 2005. Int Corr. Council. Beijing, China. P. 2356–2359.

  14. Twite R.L., Bierwagen G.P. // Progress in Organic Coatings.1998. V. 33. P. 91–100.

  15. Dodds P.C., Williams G., Radcliffe J. // Progress in Organic Coatings. 2017. V. 102. Part A. P. 107–114.

  16. Wang W.J., Liu J., Liu X.F., Li Q.W. // Progress in Organic Coatings. 2022. V. 163. № 5. P. 106663. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106663

  17. Pocius A.V. // Adhesion and Adhesives Technology. An Introduction. 3-th Edition. 2012. Hanser Publications (Publishesr)-Carl Hanser Verlag, Munich Cincinnati. P. 198.

  18. Adhesion Aspects of Polymeric Coating. 2-nd Edition. Mittal K.L. Ed. 2011. Springer Boston, MA. USA. 657 p.

  19. Ogarev V.A., Selector S.L. // Progress in Organic Coatings.1992. V. 21. P. 135–187.

  20. Mittal K.L. // Silanes and Other Coupling Agents, V. 3. 2004. VSP. Utrecht-Boston. P. 3-1789-255.

  21. Petrunin M.A., Gladkikh N.A., Maleeva M.A., Maksaeva L.B., Yurasova T.A. // International J. Corrosion and Scale Inhibition. 2019. V. 8. № 4. P. 882–907.

  22. Wang D., Bierwagen G.P. // Progress in Organic Coatings. 2009. V. 64. P. 327–338.

  23. Naiihzad A.S., Rostam R.A.M., Kardar P., Feder M. // Progress in Organic Coatings. 2020. V. 140. 1055046.

  24. Matinlinna J.P., Lassila L.V., Dahl J.E. // Silicon. 2010. V. 2. № 2. P. 87–93.

  25. Petrunin M.A., Maksaeva L.B., Gladkikh N.A., Yurasova T.A., Kotenev V.A., Tsivadze A.Yu. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2021. V. 57. P. 867–882. https://doi.org/10.1134/S2070205121050208

  26. Petrunin M.A., Maksaeva L.B., Gladkikh N.A., Yurasova T.A., Kotenev V.A., Tsivadze A.Yu. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2022. V. 58. P. 217–243. https://doi.org/10.1134/S2070205122020149

  27. van Ooij W.J., Zhu D., Palanivel V., Lamar J. A., Stacy M. // Silicon Chemistry. 2006. V. 3. P. 11–30.

  28. ГОСТ 1050-2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталейю Общие технические условия. 2014. Стандартинформ. 36 с.

  29. Shcherbakov A.I., Korosteleva I.G., Kasatkina I.V., Kasatkin V.E., Kornienko L.P., Dorofeeva V.N., Vysotskii V.V., Kotenev V.A. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2019. V. 55. P. 689–694. https://link.springer.com/article/10.1134/S2070205119040208.

  30. Антропов Л.И. // Защита металлов. 1977. Т. 13. № 4. С. 387–399.

  31. Решетников С.М., Круткина Т.Г., Бурмистр М.В. // Защита металлов. 1980. Т. 16. № 2. С. 173–176.

  32. Mansfeld F. // J. Applied Electrochemistry. 1995. V. 25. P. 187–202.

  33. Macdonald J.R., Johnson W.B. // Fundamentals of Impedance Spectroscopy in Impedance spectroscopy: Theory, experiment, and applications Macdonald J.R., Barsoukov E. Eds. John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ, USA 2005. P. 1–26.

  34. Справочник по электрохимии / Под ред. Сухотина А.М. Л.: Химия, 1981. 488 с.

  35. Кеше Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы. 1984. М.: Металлургия. С. 183.

  36. Electrochemical Systems, 3rd ed.; Newman J.K., Thomas-Alyea K.E., Eds.; John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ, USA, 2004; p. 207.

  37. Szklarska-Smialowska Z. Pitting and Crevice Corrosion. 2005. NACE International The Corrosion Society. Houston. TX. USA. P. 6.

  38. Tang Y., Zao Y. // Mater. Chem. Phys. 2004. V. 88. P. 221–226.

  39. Gladkikh N., Makarychev Yu., Maleeva M., Petrunin M., Maksaeva L., Rybkina A., Marshakov A., Kuznetsov Yu. // Progress in Organic Coatings. 2019. V. 132. P. 481–484.

  40. Gladkikh N., Makarychev Yu., Petrunin M., Maleeva M., Maksaeva L., Rybkina A., Marshakov A. // Progress in Organic Coatings. 2020. V. 138. 105386.

  41. Petrunin M.A., Gladkikh N.A., Maleeva M.A., Rybkina A.A., Terekhova E.V., Yurasova T.A., Ignatenko V.E., Maksaeva L.B., Kotenev V.A., Tsivadze A.Yu. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2021. V. 57. P. 374–388. https://doi.org/10.1134/S2070205121020076

  42. Petrunin M., Maksaeva L., Gladkikh N., Makarychev Yu., Maleeva M., Yurasova T., Nazarov A. // Coatings. 2020. V. 10. P. 362.

  43. Petrunin M.A., Maksaeva L.B., Rybkina A.A., Yurasova T.A., Gladkikh N.A., Shapagin A.V., Kotenev V.A., Tsivadze A.Yu. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2022. V. 58. P. 959–976. https://doi.org/10.1134/S2070205122050197

  44. Plueddemann E.P. Bonding Through Coupling Agents. in Molecular characterization of composite interfaces.H. Ishida, G.Kumar. Eds. 1983. Springer Science + + Business Media, LLC. P. 13–24.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физикохимия поверхности и защита материалов

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал