مشخصه يابي و بررسي رفتار خوردگي پوشش PEO اعمال‌شده بر روي آلياژ منيزيم AZ31 در الكتروليت‌هاي مختلف

Characterization and Corrosion Behavior of PEO Coatings Formed on AZ31 Magnesium Alloy at Different Electrolytes

در اين پژوهش، فرايند اعمال پوشش اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمايي (PEO) بر روي آلياژ منيزيم AZ31 در الكتروليت هاي قليايي بر پايه سديم سيليكات (SE)، سديم پلي فسفات (PE) و سديم آلومينات (AE) انجام شد. مورفولوژي، تركيب شيميايي و ساختار فازي پوشش ها به ترتيب با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مجهز به طيف سنج توزيع انرژي پرتوي ايكس (EDS) و دستگاه پراش سنج اشعه ايكس (XRD) بررسي شد. رفتار خوردگي پوشش ها از طريق آزمون هاي پلاريزاسيون و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول 3/5 درصد وزني سديم كلريد اندازه گيري شد. بررسي ميكروسكوپي از سطح مقطع پوشش ها نشان داد كه ضخامت پوشش تشكيل شده در الكتروليت فسفاته تقريباً دو برابر پوشش هاي تشكيل شده در دو الكتروليت ديگر است درحالي كه درصد تخلخل نسبي آن بيش از دو الكتروليت ديگر است. بررسي فازي پوشش ها بيانگر اين بود كه فاز MgO، فاز غالب پوشش هاي PE و AE است درحالي كه فاز غالب پوشش SE، فاز پايدار Mg2SiO4 است. بررسي هاي الكتروشيميايي مشخص كرد كه مقاومت به خوردگي پوشش توليدشده در الكتروليت سيليكات به صورت قابل توجهي بيش از پوشش هاي ديگر است كه مي توان آن را به وجود فاز متراكم و پايدار Mg2SiO4 و درصد تخلخل كم آن نسبت داد.

In this study, the process of applying plasma electrolyte oxidation (PEO) coating on AZ31 magnesium alloy was performed in different alkaline electrolytes based on sodium silicate (SE), sodium polyphosphate (PE) and sodium aluminate. The morphology, chemical composition and phase structure of coatings were investigated via scanning electron microscopy (SEM) equipped with the energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX) and x-ray diffraction, respectively. The corrosion behavior of coatings was examined by polarization and electrochemical impedance spectroscopy tests in a solution containing 3.5 %wt sodium chloride. Microscopybased investigations indicated that the thickness of the formed coating in the phosphate electrolyte was approximately two times greater than that of those formed in the other electrolytes, while the relative porosity percentage was higher than other two electrolytes. The phase investigations of the coatings implied that the MgO was the dominant phase of AE and PE coatings while the major phase of the SE coating was Mg2SiO4. Additionally, electrochemical investigations demonstrated that the corrosion resistance of the produced coating in the silicate electrolyte was dramatically higher than other coatings which could be attributed to the presence of the dense and stable Mg2SiO4 phase as well as its relatively low porosity.