بررسي ساختار و رفتار خوردگي پوشش‌هاي‌ Al2O3-Cr2O3 ايجاد شده به روش پاشش پلاسمايي در محيط 3.5%NaCl

Investigation on Structure and Corrosion Behavior of Plasma Sprayed Al2 O3 -Cr2 O3 Coatings in 3.5%NaCl Solution

در اين پژوهش، تركيبات Al2O3 و Cr2O3 و تركيبات كامپوزيتي Cr2O3-25, 50, 75wt%Al2O3، به روش پاشش پلاسماي اتمسفري روي فولاد كربني St37 پوشش‌دهي شدند. تخلخل‌سنجي پوشش‌ها به روش غوطه-وري ارشميدسي انجام شد. آزمايش‌هاي خوردگي روي پوشش‌ها شامل غوطه‌وري و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول 3.5wt% NaCl بودند. ريزساختار پوشش‌ها توسط ميكروسكوپي نوري و الكتروني روبشي، قبل و بعد از آزمايش خوردگي بررسي شدند. نتايج نشان دادند كه پوشش Cr2O3 بهترين مقاومت به خوردگي را دارد كه به حضور تخلخل‌هاي كمتر (حدود 4 درصد) در آن مربوط مي‌شود. پوشش Cr2O3-25wt%Al2O3 داراي بيشترين تخلخل‌هاي متصل و باز سطحي (حدود 2/8 درصد) و در نتيجه كمترين مقاومت به خوردگي نسبت به ساير پوشش‌ها بود. به طور كلي پوشش‌هاي پس از پاشش تا 3.5 برابر (ohm.〖cm〗^2 8/332 براي زيرلايه لخت و ohm.〖cm〗^2 1149 براي متراكم‌ترين پوشش) افزايش در مقاومت انتقال بار (Rct) در آزمايش امپدانس از خود نشان دادند كه قابل ملاحظه نبود. اين به دليل ساختار متخلخل پوشش‌هاي سراميكي پاشش پلاسمايي و دسترسي محلول خورنده از طريق تخلخل‌هاي باز سطحي و متصل به هم به زيرلايه است. پس از 28 روز غوطه‌وري نمونه‌ها در محلول، محصولات خوردگي روي سطح پوشش‌ها مشاهده شد. آناليز توزيع عناصر حضور آهن را در سراسر سطح پوشش تاييد كرد. اين نشان مي‌دهد كه محصولات خوردگي با شناور شدن در محلول خورنده از طريق تخلخل‌هاي متصل و باز سطح به سمت سطح پوشش حركت كرده-اند.

In the present research, Al2 O3 and Cr2 O3 compounds and Al2 O3 -Cr2 O3 composite compounds were deposited by atmospheric plasma spraying on St37 carbon steel substrates. The porosity of the as-sprayed coatings was measured by the Archimedes water immersion technique. Corrosion tests on the samples were included immersion and electrochemical impedance spectroscopy in 3.5wt% NaCl solution. Microstructure of the coatings were characterized using optical and scanning electron microscopy before and after the corrosion test. The results showed the best corrosion resistance for pure Cr2 O3 that it is attributed to lowest porosities (about 4%). The Cr2 O3 -25wt%Al2 O3 coating showed the highest open and interconnected porosities (about 8.2%) consequently the weakest corrosion resistance. Generally, as-sprayed coatings reached up to 3.5 times increase in charge transfer resistance (332.8 ohm.cm2 for uncoated substrate and1149 ohm.cm2 for Cr2 O3 coating) that it was not significant. The reason comes from porous structure of the ceramic plasma sprayed coatings causing easy access ability of the corrosive solution toward the metallic substrate surface. After 28 days immersion test in the same solution, corrosion products were observed on the coatings surface. Elemental distribution analysis confirmed the presence of iron on the coatings surface. This shows that the corrosion products floating in the solution and come out through the interconnected and open porosities.