ВПЛИВ TiOSO4 НА КІНЕТИКУ ФОРМУВАННЯ ТА ЗАХИСНІ ВЛАСТИВОСТІ ОКСИДНИХ ПОКРИТТІВ НА СТАЛІ AISI 304
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2025.02.17Ключові слова:
анодування сталі, тіосульфат титану, поляризаційна поведінка, пасивація, хронопотенціометрія, корозійна стійкість, оксидне покриттяАнотація
Розглянуто вплив тіосульфату титану, введеного до складу водного електроліту, на особливості електрохімічного формування оксидних покриттів на нержавіючій сталі марки AISI 304, з акцентом на зміну кінетики анодних процесів, електрохімічних параметрів пасивації та захисних властивостей сформованого шару. Проаналізовано зміну потенціалу переходу в пасивний стан, ширини пасивної області та густини струму пасивації залежно від концентрації титану в електроліті. Показано, що підвищення вмісту тіосульфату титану у розчині сприяє зниженню потенціалу початку пасивації та формуванню щільнішого захисного шару, що проявляється у зростанні поляризаційного опору та зниженні густини анодного струму. Акцентовано увагу на оптимальному діапазоні концентрацій TiOSO4 (20 г/л), за якого забезпечується максимальна ефективність формування пасивного шару. Проаналізовано результати потенціодинамічних поляризаційних досліджень у 3%-му розчині натрій хлориду, що вказують на суттєвий вплив титановмісного компонента на електрохімічну поведінку сталі. Показано, що зразки з оксидними покриттями, сформованими у модифікованих електролітах, характеризуються зсувом корозійного потенціалу в область більш електропозитивних значень на 500–800 мВ порівняно з необробленою сталлю. Підтверджено, що одержані покриття ефективно знижують електрохімічну активність металу в хлоридному середовищі, що проявляється в істотному зменшенні густини корозійного струму та збільшенні поляризаційного опору. Результати дослідження розкривають перспективність керованого модифікування електролітів для електрохімічного формування стабільних оксидних шарів з підвищеною корозійною стійкістю, що є важливим для захисту сталевих конструкцій, зокрема в умовах високих температур і дії агресивних середовищ. Дані дослідження є основою для подальшого удосконалення складу електролітів і режимів анодування сталей із метою створення стабільних захисних плівок для роботи в умовах агресивного середовища без потреби у складному післяобробленні поверхні.
Посилання
Velázquez-González C.E., Martínez-Baltodano F. J., López-Cuevas J., Vargas-Gutiérrez G. Cr-Co oxide coatings resistant to corrosion, electrodeposited on 304 SS using an ethylene glycol-water solvent. Metals, 2024, Vol. 14, no. 77, pp. 1–17, doi:10.3390/met14010077.
Wu T., Ma M., Ding K., Nan X., Wang Z., Wei X., Zhu X. Effect of Y2O3 nanoparticles on the microstructure and corrosion resistance of electrodeposited Ni-Mo-Y2O3 nanocomposite coatings. Int. J. Electrochem. Sci., 2023, Vol. 18, no. 6, pp. 100095, doi:10.1016/j.ijoes.2023.100095.
Gaber G. A., Mohamed L. Z., Järvenpää A., Hamada A. Enhancement of corrosion protection of AISI 201 austenitic stainless steel in acidic chloride solutions by Ce-doped TiO2 coating. Surf. Coat. Technol., 2021, Vol. 423, pp. 127618, doi:10.1016/j.surfcoat.2021.127618.
Herath I., Davies J., Will G., Tran P. A., Velic A., Sarvghad M., Islam M., Paritala P. K., Jaggessar A., Schuetz M., Chatterjee K., Yarlagadda P. K. D. V. Anodization of medical grade stainless steel for improved corrosion resistance and nanostructure formation targeting biomedical applications. Electrochimica Acta, 2022, Vol. 416, pp. 140274, doi:10.1016/j.electacta.2022.140274.
Talebian M., Raeissi K., Atapour M., Fernández-Pérez B. M., Betancor-Abreu A., Llorente I., Fajardo S., Salarvand Z., Meghdadi S., Amirnasr M., Souto R. M. Pitting corrosion inhibition of 304 stainless steel in NaCl solution by three newly synthesized carboxylic Schiff bases. Corrosion Science, 2019, Vol. 160, pp. 108130, doi:10.1016/j.corsci.2019.108130.
Wang Y., Li G., Wang K., Chen X. Fabrication and formation mechanisms of ultra-thick porous anodic oxides film with controllable morphology on type-304 stainless steel. Applied Surface Science, 2020, Vol. 505, pp. 144497, doi:10.1016/j.apsusc.2019.144497.
Yao M., Sun B., Wang N., Hu W., Komarneni S. Self-generated N-doped anodized stainless steel mesh for an efficient and stable overall water splitting electrocatalyst. Applied Surface Science, 2019, Vol. 480, pp. 655–664, doi:10.1016/j.apsusc.2019.03.036.
Xu L., Li X., Zhang C., Wang L., Dong C., Zhang J. A novel anodizing process for forming thick and compact oxide films on 316L stainless steel. Electrochimica Acta, 2022, Vol. 418, pp. 139648, doi:10.1016/j.electacta.2022.139648.
Chen M., Liu Y., Liu W., Li X. Improving the corrosion resistance of 316L stainless steel by Zr–O film with layered structure. Materials Characterization, 2019, Vol. 158, pp. 110002, doi:10.1016/j.matchar.2019.110002.
Zhang C., Wang L., Dong C., Xiao K., Li X. Electrochemical formation of nanostructured oxide films on stainless steel and their corrosion resistance. Applied Surface Science, 2020, Vol. 510, pp. 144915, doi:10.1016/j.apsusc.2019.144915.
Wang L., Dong C., Li X., Xiao K., Zhang C. Influence of electrolyte composition on nanoporous oxide film formation on 304 stainless steel. Applied Surface Science, 2019, Vol. 481, pp. 144275, doi:10.1016/j.apsusc.2019.144275.
Shtefan V. V., Kanunnikova N. A. Oxidation of AISI 304 steel in Al- and Ti-containing solutions. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2020, Vol. 56, pp. 379, doi:10.1134/S2070205120020239.
Shtefan V., Kanunnikova N., Zuyok V. Comparative evaluation of microstructure and electrochemical, high-temperature corrosion rates of titanium- and aluminum-modified black chromium coatings on AISI 304 stainless steel. Surface and Coatings Technology, 2025, Vol. 497, pp. 131706, doi:10.1016/j.surfcoat.2024.131706.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Надія Кануннікова, Вікторія Штефан
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
