Коррозионная стойкость композиционных цинк-наноалмазных покрытий
Е.Г. Корж, В.Э. Бурлакова
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.687
Оригинальная статья
Аннотация: В работе методом гидродинамической кавитации получены наноалмазы ООО ТПК «Синтез». Синтезированные наноалмазы исследованы методом атомно-силовой микроскопии и в результате было установлено, что их частицы имеют форму близкую к сферической, а размер частиц по оси Z не превышает 10 нм, которые агломерируют и образуют более крупных структуры размером до 100 нм. Синтезированные наноламазы в виде коллоидных растворов концентрацией 0,5%, 1%, 3%, 5% и 7% использовали в электролите цинкования для получения композиционных цинк-наноалмазных покрытий. Полученные покрытия исследовали методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Было доказано присутствие фазы углерода в составе композиционного цинкового покрытия, соответствующей алмазоподобной структуре. Установлено, что морфологические особенности поверхности цинк-наноалмазного покрытия значительно отличаются от морфологии поверхности цинкового покрытия, что выражено в отсутствии большого количества впадин и неровностей. Проведены испытания на коррозионную активность цинк-наноалмазных покрытия в 3% растворе хлорида натрия (NaCl). Определено, что композиционные цинк-наноалмазные покрытия обладают повышенной коррозионной стойкость в сравнении с цинковыми покрытиями, при этом скорость коррозии уменьшается на 42%.
Ключевые слова: наноалмазы, цинковое покрытие, композиционное покрытие, цинк- наноалмазное покрытие, коррозия
- Корж Екатерина Геннадьевна – к.т.н., доцент кафедры «Химия», ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
- Бурлакова Виктория Эдуардовна – д.т.н., профессор кафедры «Химия», ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Ссылка для цитирования:
Корж, Е.Г. Коррозионная стойкость композиционных цинк-наноалмазных покрытий / Е.Г. Корж, В.Э. Бурлакова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 687-695. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.687. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Ramanauskas, R. Microstructure and corrosion resistance of electrodeposited zinc alloy coatings / R. Ramanauskas, R. Juškėnas, A. Kaliničenko & L. F. Garfias-Mesias // Journal of Solid State Electrochemistry. – 2004. – V. 8. – I. 6. – P. 416-421. DOI: 10.1007/s10008-003-0444-2.
2. Alipour, K. Effect of morphology and surface modification of silica nanoparticles on the electrodeposition and corrosion behavior of zinc-based nanocomposite coatings / K. Alipour, F. Nasirpouri // Journal of the Electrochemical Society. – 2019. – V. 166. – I. 2. – P D1-D9. DOI: 10.1149/2.0191902jes.
3. Bellezze, T. Electrochemical study on the corrosion resistance of Cr III-based conversion layers on zinc coatings / T. Bellezze, G. Roventi, R. Fratesi // Surface and Coatings Technology. – 2002. – V. 155. – I. 2-3. – P. 221-230. DOI: 10.1016/S0257-8972(02)00047-6.
4. El-Sharif, M.R. Corrosion resistance of electrodeposited zinc-chromium alloy coatings / M.R. El-Sharif, Y.J. Su, C.U. Chisholm et al. // Corrosion Science. – 1993. – V. 35. – I. 5-8. – P. 1259-1265. DOI: 10.1016/0010-938X(93)90346-I.
5. Awasthi, S. Surface functionalized zinc composite coatings: a review / S. Awasthi, B.P. Palomero, A. Srivastava et al. // Advanced Engineering Materials. – 2025. – V. 27. – I. 2. – Art. № 2401597. – 22 p. DOI: 10.1002/adem.202401597.
6. Kumar, M.K.P. Electrochemical behavior of Zn–graphene composite coatings / M.K.P. Kumar, M.P. Singh, C. Srivastava // RSC Advances. – 2015. – V. 5. – I. 32. – P. 25603-25608. DOI: 10.1039/C5RA02898A.
7. Rekha, M.Y. Microstructure and corrosion properties of zinc-graphene oxide composite coatings / M.Y. Rekha, C. Srivastava // Corrosion Science. – 2019. – V. 152. – P. 234-248. DOI: 10.1016/j.corsci.2019.03.015.
8. Hamidon, T.S. Potential of zinc based-graphene oxide composite coatings on mild steel in acidic solution / T.S. Hamidon, T.P. Yun, F.A. Zakaria et al. // Journal of the Indian Chemical Society. – 2021. – V. 98. – I. 12. – Art. № 100243. – 13 p. DOI: 10.1016/j.jics.2021.100243.
9. Jena, G. A review on recent advances in graphene oxide-based composite coatings for anticorrosion applications / G. Jena, J. Philip // Progress in Organic Coatings. – 2022. – V. 173. – Art. № 107208. – 24 p. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2022.107208.
10. Asghar, M.S.A. Zinc and graphene oxide composites as new protective coatings for oil and gas pipes / M.S.A. Asghar, M. Amir, U. Hussain, M.M. Sabri // Polimery. – 2023. – V. 68. – № 7-8. – P. 378-385. DOI: 10.14314/polimery.2023.7.3.
11. Awasthi, S. Nanodiamond-structured zinc composite coatings with strong bonding and high load-bearing capacity / S. Awasthi, B.P. Palomero, A. Srivastava et al. // Nanoscale Advances. – 2024. – V. 6. – I. 3. – P. 1001-1010. DOI: 10.1039/d3na00809f.
12. Burkat, G.K. The process of electrochemical deposition of zinc in the presence of boron-doped detonation nanodiamonds / G.K. Burkat, V.Y. Dolmatov, G.S. Aleksandrova et al. // Journal of Superhard Materials. – 2017. – V. 39. – I. 4. – P. 221-225. DOI: 10.3103/S1063457617040013.
13. Burkat, G.K. The corrosion resistance of zinc coatings in the presence of boron-doped detonation nanodiamonds (DND) / G.K. Burkat, G.S. Alexandrova, V.Y. Dolmatov et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – V. 175. – I. 1. – Art. № 012019. – 8 p. DOI: 10.1088/1757-899X/175/1/012019.
14. Yu, M. Microstructure, corrosion, and mechanical properties of compression-molded zinc-nanodiamond composites / M. Yu, C. George, Y. Cao et al. // Journal of Materials Science. – 2014. – V. 49. – I. 10. – P. 3629-3641. DOI: 10.1007/s10853-014-8066-x.
15. Пат. 2838772 МПК C01B 32/166 B82Y B01J 13/00 B82B 3/00 B01J 19/10 B01J 19/12. Способ получения водной дисперсии наночастиц углерода / Курлович С.А., Ковтун М.В.; заявитель и патентообладатель Курлович С.А., Ковтун М.В. – № 2024114243; заявл. 24.05.24; опубл. 22.04.2025, Бюл. № 12. – 9 с.
16. Powder Diffraction File JCPDS-ICDD PDF-2 (Set 1-47). (Release, 2016). – Режим доступа: www.url: https://www.icdd.com/pdf-2. – 15.06.2025.
17. Beskopylny, A.N. Performance and mechanism of the structure formation and physical-mechanical properties of concrete by modification with nanodiamonds / A.N. Beskopylny, S.A. Stel'makh, E.M. Shcherban et al. // Construction and Building Materials. – 2024. – V. 452. – Art. № 138994. – 15 p. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.138994.
18. Ten, K.A. Carbon condensation in detonation of high explosives / K.A. Ten, V.M. Titov, E.R. Pruuel et al. // Proceedings of the 15-th International Detonation Symposium, San Francisco, July, 13-18, 2015. – San Francisco: Office of Naval Research, 2014. – P. 369-374.