ДОСЛІДЖЕННЯ АНТИКОРОЗІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СПОЛУК В СИСТЕМІ Fe2О3 -MgО-Al2О3
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2025.01.14Ключові слова:
пігменти, оксиди, рН витяжки, потенціал, корозія, симплекс-решітчастий планАнотація
Найбільш відомі антикорозійні фарби зазвичай містять інгібітори на основі сполук шестивалентного хрому або свинцю. Застосування цих сполук обмежено, оскільки вони забруднюють навколишнє середовище та спричиняють ризики для здоров’я людей. Все більшого поширення набувають шпінельні сполуки як альтернативні продукти для захисту сталі від корозії. Наприклад, ферити мають загальну формулу MFe2O4 (М = Co, Ni, Mg, Zn або Ca) і структуру шпінелі. В роботі за допомогою експериментальних досліджень встановлено вплив катіонів на антикорозійні властивості у системі Fe2О3 -MgО-Al2О3. Для одержання сполук використовували метод співосадження з подальшим прокалюванням. Для синтезу співосаджених гідроксидів використовували водні розчини солей. Умови синтезу варіювали за наступними параметрами: природа вихідних солей металів, співвідношення катіонів металів. Протикорозійну активність пігментів оцінювали потенціодинамичним методом, шляхом співставлення анодних та катодних поляризаційних кривих, а також розрахованих на підставі тафелівських ділянок кривих потенціалів і струмів корозії. Фазовий склад пігментів визначали рентгенофазовим аналізом. Для вивчення впливу катіонного складу на властивості феритів було використано симплекс-решітчастий план, який вимагає мінімальної кількості експериментів для вивчення впливу факторів на вибрані функції відгуку. Електрохімічні випробування показали, що всі пігменти в системі Fe2О3 -MgО-Al2О3 захищають сталь від корозії. Такий висновок можна зробити відповідно до зсуву потенціалу корозії до більш позитивних значень проти сталевого зразку у фоновому розчині. Низькі потенціали корозії відповідають високим значенням рН водної витяжки, причому високий антикорозійний ефект спостерігається для складів, що вміщують катіони магнію. Співставлення ізоліній для захисного ефекту і рН водної витяжки показують, практично повне співпадіння. Складні оксидні сполуки магнію уповільнюють як катодний, так і анодний процес.
Посилання
Gad S. M., Zhou X., Lyon S. B., Emad S. Inhibition mechanism of anticorrosion pigments leached from organic coatings: Comparison between salt spray and immersion testing. Progress in Organic Coatings, 2022, no. 174, pp. 107266, doi: 10.1016/j.porgcoat.2022.107266.
Akhter P., Arshad A., Hussain M. A review on environmental impacts of paints and strategies for producing eco-friendly-paints. International Journal of Environmental Science and Technology, 2024, pp. 1–24, doi: 10.1007/s13762-024-05760-z.
Elmourabit M., Allaoui I., Chaouket F., Draoui K., Ait Aghzzaf A., Raissouni I., Bouchta D. Valorization of phosphate sludge: synthesis of anti-corrosion pigments, physicochemical study and application to the protection of mild steel in a 3% NaCl medium. Waste and Biomass Valorization, 2023, no. 14 (12), pp. 4045–4060, doi: 10.1007/s12649-023-02034-6.
Yang S., Huang J., Chen J., Noël J. J., Barker I., Henderson J. D., Zhu J. A comparative study on the anti-corrosive performance of zinc phosphate in powder coatings. Coatings, 2022, no. 12 (2), pp. 217, doi: 10.3390/coatings12020217.
Korniy S. A., Zin I. M., Danyliak, M. O., Khlopyk O. P., Datsko B. M. Corrosion inhibition of low-alloy steel by a composite pigment based on zeolite and monocalcium phosphate. Materials Science, 2022, no. 58(2), рр. 261–267, doi: 10.1007/s11003-022-00658-y.
Sharma N. Ferrite Nanoparticles for Corrosion Protection Applications. In Engineered Ferrites and Their Applications, 2023, pp. 227–240, doi: 10.1007/978-981-99-2583-4_12.
Sayed M. A., Abdelmaksoud W. M. A., Teleb S. M., El-Din A. M., Abo-Aly M. M. Low-cost fabrication and physicochemical characterization of ZnFe2O4 nanoparticles as an efficient multifunctional inorganic pigment. Journal of Coatings Technology and Research, 2023, no. 20 (6), pp. 1997–2006, doi: 10.1007/s11998-023-00793-4.
Dippong T. Characterization and applications of metal ferrite nanocomposites. Nanomaterials, 2021, no. 12 (1), 107, doi: 10.3390/nano12010107.
Sushant S. K., Choudhari, N. J., Patil, S., Rendale, M. K., Mathad, S. N., Pathan, A. T. Development of M–NiFe2O4 (Co, Mg, Cu, Zn, and rare earth materials) and the recent major applications. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 2023, no. 32(2), pp. 61–116, doi: 10.3103/S1061386223020061.
Abd El-Ghaffar M. A., Nooredeen N. M., Youssef E. A., Mousa A. R. M. Alkyd coating containing metal phosphomolybdate/cobalt ferrite nanocomposites as efficient corrosion inhibitor for stainless steel 316L in saline solution. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2024, no. 132, pp. 86–110, doi: 10.1016/j.jiec.2023.10.044.
El-Wahab,H. A., Alenezy E. K., Omer N., Abdelaziz M. A., Jame R., Alshareef S. A., Owda M. E. Efficacy of zinc and copper oxide nanoparticles as heat and corrosion-resistant pigments in paint formulations. Scientific Reports, 2024, no. 14 (1), p. 24413, doi: 10.1038/s41598-024-74345-0.
Touzi N., Horchani-Naifer K. A study on the preparation and characterization of pigment quality from mill scale steel wastes. Environmental Science and Pollution Research, 2024, no. 1 (28), pp. 40538–40553, doi: 10.1038/s41598-024-74345-0.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Лілія Фролова, Максим Нікітін
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
