اثر پوشش هاي نانوكامپوزيتي تيتانيا-نانولوله هاي هالويزيت بر رفتار خوردگي زيرلايه فولاد زنگ نزن 316L در محلول رينگر

The Effect of Titania-Halloysite Nanotubes Nanocomposite Coatings on the Corrosion Behavior of 316L Stainless Steel Substrate in Ringer Solution

پوشش هاي نانوكامپوزيتي تيتانيا نانولوله هاي هالويزيت (HNTs) با استفاده از روش رسوب نشاني الكتروفورتيك (EPD) روي فولاد زنگ نزن 316L رسوب داده شدند. از سوسپانسيون هاي دوجزئي ذرات تيتانيا و (HNTs) غلظت كل ذرات 10g/l و نسب تهاي مختلف تيتانيا : (HNTs) در اتانول حاوي 0/5 g/l پلي اتيلن ايمين (PEI) به عنوان پخش كننده براي EPD استفاده شد. EPD در 60V و زما نهاي 10 و 60s با استفاده از سل دو الكترودي اجرا شد. پوشش ها در كوره خلأ و در دماي 700˚C به مدت 1 ساعت سينتر شدند. آناليزهاي ريزساختاري، نقشه برداري عنصري و EDX بر روي نمونه ها با استفاده از SEM انجام شد. مشاهده شد كه HNTs باعث تقويت ريزساختار پوشش و جلوگيري از ترك خوردن پوشش هاي رسوب داده شده از سوسپانسيون هاي حاوي % HNTs<25 wt مي شوند. مقاومت به خوردگي زيرلايه هاي پوشش داده شده در 10 و 60s از سوسپانسيون هاي با نسبت هاي وزني تيتانيا: HNTs مختلف با استفاده از روش پلاريزاسيون الكتروشيميايي در محلول رينگر و دماي 37˚C انداز هگيري شد. در پوشش هاي رسوب داده شده در 60s با افزايش درصد وزني HNTs در سوسپانسيون دانسيته جريان خوردگي به علت جلوگيري از ترك خوردن پوشش كاهش يافت از حدود 12μA/cm2 تا حدود 5μA/cm2 . ولي در نمون ههاي پوشش داده شده در 10s با افزايش درصد وزني HNTs در سوسپانسيون، دانسيته جريان خوردگي به علت كاهش دانسيته فشردگي و ضخامت پوشش افزايش يافت (از حدود 2μA/cm2 تا حدود 6μA/cm2)

Titania-halloysite nanotubes (HNTs) nanocomposite coatings were electrophoretically deposited on the 316L stainless steel substrate. Two-component suspensions of titania and HNTs particles (different ratios of titania : HNTs wt% and constant particles concentration of 10g/l) in ethanol with 0.5g/l of polyethyleneimine (PEI) as the dispersant were used for electrophoretic deposition (EPD) experiments. EPD was performed at 60V for 10 and 60s using a two-electrode cell. Coatings were sintered in vacuum furnace and at 700˚C for 1h. Microstructural, element mapping and EDX analysis were performed on the coatings using a SEM. It was found that HNTs reinforce the microstructure of coatings and prevent from the cracking of coatings deposited from the suspensions with HNTs>25wt%. The corrosion rate of substrate coated at 10 and 60s using the suspensions with different ratios of titania: HNTs was measured by electrochemical polarization technique in Ringer solution and at 37˚C. The corrosion rate of substrates coated for 60s decreased as the HNTs content increased in the suspension due to the crack-free microstructure of prepared coatings. However, the corrosion rate of substrates coated at 10s increased as the HNTs content increased in the suspensions due to the less packing density and thickness of prepared coatings.