اثر فرکانس جریان پوشش دهی بر خواص خوردگی و ریزساختار پوشش‌های ایجادشده در روش اکسیداسیون پلاسمایی الکترولیتی بر زیرلایه منیزیم AZ31

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در سال‌های اخیر پوشش‌های اکسیداسیون پلاسمایی الکترولیتی بر زیر لایه‌های فلزاتی چون منیزیم، تیتانیوم و آلومینیمیم مورد بررسی قرارگرفته‌اند. یکی از موارد مهم در خواص این پوشش‌ها شرایط جریان اعمالی به نمونه در حین پوشش دهی است.  در این تحقیق اثر فرکانس‌های بالاتر از Hz1000 بر خواص خوردگی و ریزساختار پوشش‌های اکسیداسیون پلاسمایی (PEO) بر زیر لایه منیزیم AZ31 بررسی شد. پوشش دهی در حمّامی با ترکیب g/l10  تری سدیم فسفات و g/l2 پتاسیم هیدروکسید و بوسیله جریان پالسی مستقیم تک‌قطبی با چرخه کاری 12 درصد، در سه فرکانس Hz3000 و 2000و1000 انجام گرفت. بررسی‌های میکروسکوپی الکترونی انجام‌گرفته از سطح و مقطع پوشش‌ها تغییرات محسوسی در ریزساختار پوشش‌ها نشان نداد. همچنین آزمون پراش پرتو ایکس حاکی از عدم وجود فازهای فسفاتی بود و تنها دو فاز Mgو MgO را در تمام پوشش‌ها نشان داد. بررسی‌های الکتروشیمیایی شامل آزمون‌های پتانسیل مدارباز، پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی حاکی از مقاومت خوردگی بالاتر نمونه پوشش داده‌شده در فرکانس Hz2000 بود و به نظر می‌رسد فرکانس بهینه برای انجام چنین پوششی فرکانس Hz 2000 باشد.

کلیدواژه‌ها


1. C. Blawert, Bala Srinivasan, P. 6 - Plasma Electrolytic Oxidation Treatment of Magnesium Alloys. In: Dong H, editor. Surface Engineering of Light Alloys. Woodhead Publishing.( 2010) 155-183.

2. A. Fekry, Electrochemical Corrosion Behavior of Magnesium Alloys in Biological Solutions, INTECH Open Access Publisher, (2011).

3. M. Salahshoor, Y. Guo, Biodegradable Orthopedic Magnesium-Calcium (Mgca) Alloys, Processing, and Corrosion Performance, Materials, 5(2012)135-155.

4. T. S. N Sankara Narayanan, I. S. Park, M. H. Lee, Strategies to Improve the Corrosion Resistance of Microarc Oxidation (Mao) Coated Magnesium Alloys for Degradable Implants: Prospects and Challenges, Progress in Materials Science;60 (2014).

5. L. Zhang, J. Zhang, C.-f Chen, Y. Gu, Advances in Microarc Oxidation Coated Az31 Mg Alloys for Biomedical Applications Corrosion Science, 91(2015),7-28.

6. R. Zeng, W. Dietzel, F. Witte, N. Hort, C. Blawert, Progress and Challenge for Magnesium Alloys as Biomaterials, Advanced Engineering Materials;10(2008)B3-B14.

7. M. P. Staiger, A. M. Pietak, J. Huadmai,  G. Dias, Magnesium and Its Alloys as Orthopedic Biomaterials: A Review Biomaterials, 27(2006)1728-1734.

8. D. Persaud-Sharma, A. McGoron, Biodegradable Magnesium Alloys: A Review of Material Development and Applications, Journal of biomimetics, biomaterials, and tissue engineering, 12(2012)25-39.

9. O. Riyad, D. O. N. Hussein, Production of Anti-Corrosion Coatings on Light Alloys (Al, Mg, Ti) by Plasma-Electrolytic Oxidation (Peo). In: Aliofkhazraei DM, editor. Developments in Corrosion Protection. InTech,(2014).

10. Sreekanth D., Rameshbabu, N., Venkateswarlu, K., Effect of Various Additives on Morphology and Corrosion Behavior of Ceramic Coatings Developed on Az31 Magnesium Alloy by Plasma Electrolytic Oxidation, Ceramics International, 38(2012)4607-4615.

11. P. Bala Srinivasan, J. Liang, R. G. Balajeee,  C. Blawert, M. Störmer, W. Dietzel, Effect of Pulse Frequency on the Microstructure, Phase Composition and Corrosion Performance of a Phosphate-Based Plasma Electrolytic Oxidation Coated Am50 Magnesium Alloy, Applied Surface Science, 256(2010)3928-3935.

12. Q. Li, J. Liang, B. Liu, Z. Peng, Q. Wang, Effects of Cathodic Voltages on Structure and Wear Resistance of Plasma Electrolytic Oxidation Coatings Formed on Aluminium Alloy, Applied Surface Science, 297(2014)176-181.

13. X. Lin, X. Yang, L. Tan, M. Li, X. Wang, Y. Zhang, K. Yang, Z. Hu, J. Qiu, In Vitro Degradation and Biocompatibility of a Strontium-Containing Micro-Arc Oxidation Coating on the Biodegradable Zk60 Magnesium Alloy, Applied Surface Science, 288(2014)718-726.

14. H. Tang, D. Yu,  Y. Luo,  F.Wang, Preparation and Characterization of Ha Microflowers Coating on Az31 Magnesium Alloy by Micro-Arc Oxidation and a Solution Treatment, Applied Surface Science, 264(2013)816-822.  

15. Y. Xiong, C. Lu,  C. Wang,  R. Song, , The N-Mao/Epd Bio-Ceramic Composite Coating Fabricated on Zk60 Magnesium Alloy Using Combined Micro-Arc Oxidation with Electrophoretic Deposition, Applied Surface Science, 322(2014)230-235.

16. S. Durdu, M. Usta,  Characterization and Mechanical Properties of Coatings on Magnesium by Micro Arc Oxidation, Applied Surface Science, 261(2012)774-782.

17. G. Y. Liu, J. Hu,. Z. K. Ding, , C. Wang, Bioactive Calcium Phosphate Coating Formed on Micro-Arc Oxidized Magnesium by Chemical Deposition Applied Surface Science, 257(2011)2051-2057.

18. Nonequilibrium Electrode Potentials. In: Bagotsky VS, editor. Fundamentals of Electrochemistry, 2nd Edition, vol. 1. United States of America: John Wiley & Sons, (2005)27-28.

19. M. M. Attar, R. Naderi,  M. H. Moayed, Investigation on the Effect of Various Surface Preparations on Corrosion Performance of Powder Coated Steel by Eis Materials and Corrosion, 56(2005)325-328.

20. A. Lasia, Electrochemical Impedance Spectroscopy and Its Applications. In: Conway BE, Bockris JOM, White R, editors. Modern Aspects of Electrochemistry, vol. 32. Springer US. (2002)143-248.

21. D. J. Mills, An Introduction to Electrochemical Corrosion Testing for Practicing Engineers and Scientists: By W. Stephen Tait, Published by Pairodocs Publications, Racine, Wi, USA, Progress in Organic Coatings, 26(1995)73-74, 1995.

22. G. Baril, C. Blanc, , N.Pébère,  Ac Impedance Spectroscopy in Characterizing Time-Dependent Corrosion of Az91 and Am50 Magnesium Alloys Characterization with Respect to Their Microstructures, Journal of The Electrochemical Society;148(2001)B489-B496.