Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng hóa lý của màng thụ động crom(III) chứa nanosilica trên thép mạ kẽm (LA tiến sĩ)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI HONG TH HNG THY NGHIÊN CứU CHế TạO Và ĐặC TRƯNG HóA Lý CủA MàNG THụ ĐộNG CROM(III) CHứA NANOSILICA TR£N THÐP M¹ KÏM Chun ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 62.44.01.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ BÁ THẮNG PGS.TS HOÀNG VĂN HÙNG HÀ NỘI - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan kết nghiên cứu riêng tôi, không trùng lặp với cơng trình luận án khác Các số liệu, kết luận án trung thực; có số kết chung nhóm nghiên cứu hướng dẫn TS Lê Bá Thắng (Viện Kỹ thuật Nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam) PGS TS Hồng Văn Hùng (trường Đại học Sư phạm Hà nội) Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2017 Tác giả luận án Hồng Thị Hương Thủy LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, kính trọng tới TS Lê Bá Thắng, tới PGS TS Hoàng Văn Hùng tận tâm hướng dẫn, định hướng nghiên cứu để luận án hoàn thành, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho tơi suốt q trình thực luận án Tôi trân trọng cảm ơn thầy Bộ mơn Hóa lí thuyết Hóa lí, Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, trân trọng cảm ơn tập thể cán nghiên cứu Phòng Ăn mòn Bảo vệ kim loại, Viện Kỹ thuật Nhiệt đới quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi, cho tơi góp ý q báu khoa học trình học tập, nghiên cứu thực bảo vệ luận án Cùng với trân trọng đó, tơi chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Hồng Đức, lãnh đạo Khoa đồng nghiệp Bộ mơn Hóa học, Khoa Khoa học Tự nhiên tạo điều kiện tốt cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân bạn bè ln quan tâm, khích lệ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận án Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2017 Tác giả luận án Hoàng Thị Hương Thủy MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu viết tắt vi Danh mục bảng .vii Danh mục hình x MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN .4 1.1 Giới thiệu mạ kẽm .4 1.2 Sự ăn mòn kẽm 1.3 Xử lý nâng cao độ bền lớp mạ kẽm phương pháp thụ động .7 1.3.1 Thụ động dung dịch crom(VI) 1.3.2 Thụ động dung dịch crom(III) 10 1.4 Nanosilica ứng dụng nanosilica .19 1.4.1 Giới thiệu silica 19 1.4.2 Tính chất silica 20 1.4.3 Ứng dụng nanosilica 22 1.5 Các phương pháp hỗ trợ phân tán nanosilica 23 1.5.1 Một số phương pháp phân tán .24 1.5.2 Chất hoạt động bề mặt ứng dụng chất hoạt động bề mặt 26 1.6 Tình hình nghiên cứu nước .29 Chương THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Hoá chất 33 2.2 Chế tạo dung dịch thụ động 34 2.2.1 Phân tán nanosilica nước .34 2.2.2 Chế tạo dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica pha chế dung dịch thụ động khác từ dung dịch gốc 36 2.2 Chế tạo mẫu nghiên cứu 37 2.2.1 Vật liệu nghiên cứu 37 2.2.2 Gia công mẫu thép 38 2.3.3 Mạ kẽm .38 2.3.4 Chế tạo màng thụ động 38 2.4 Các phương pháp, thiết bị nghiên cứu .40 2.4.1 Đánh giá ngoại quan .40 2.4.2 Đo phân bố kích thước hạt .40 2.4.3 Đo zeta .41 2.4.4 Phương pháp phổ tán xạ lượng tia X (EDX) 43 2.4.5 Phân tích kiểm tra có mặt crom(VI) dung dịch thụ động màng thụ động crom(III)- nanosilica 44 2.4.6 Phổ hồng ngoại FTIR 44 2.4.7 Nghiên cứu hình thái học bề mặt kính hiển vi điện tử quét (SEM) 44 2.4.8 Phương pháp thử nghiệm mù muối 45 2.4.9 Đo đường cong phân cực 46 2.4.10 Phương pháp tổng trở điện hóa (EIS) 46 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1 Chế tạo dung dịch thụ động crom(III) chứa nano silica 48 3.1.1 Kết phân tán nano silica nước 48 3.1.2 Lựa chọn trợ phân tán để chế tạo dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica 57 3.2 Ảnh hưởng điều kiện thụ động đến tính chất màng thụ động crom(III)-nanosilica 76 3.2.1 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica pH hệ phân tán ban đầu đến tính chất màng thụ động crom(III) chứa nanosilica 76 3.2.2 Kết đo đường cong phân cực màng thụ động thay đổi nhiệt độ, thời gian, pH dung dịch thụ động .88 3.2.3 Tổng hợp kết đo đường cong phân cực màng thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) với hàm lượng nanosilica khác điều kiện thụ động tối ưu .106 3.2.4 Kết đo tổng trở 107 3.3 Một số tính chất màng thụ động crom(III) chứa nanosilica 114 3.3.1 Hình thái học lớp mạ kẽm màng thụ động 114 3.3.2 Sự thay đổi khối lượng màng thụ động có nanosilica 114 3.3.3 Kết phân tích EDX 116 3.3.4 Kết kiểm tra có mặt crom(VI) dung dịch thụ động màng thụ động 119 3.4 Cơ chế hình thành bảo vệ màng thụ động crom(III) chứa nanosilica 120 KẾT LUẬN 124 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 PHỤ LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT C2 : Dung dịch thụ động crom(III) màu cầu vồng C2 747 : Dung dịch thụ động crom(VI) màu cầu vồng UDYCRO 747 icorr : Mật độ dòng ăn mòn Ecorr : Thế ăn mòn SEM : Kính hiển vi điện tử quét FTIR : Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) XRD : Nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction) SCE : Điện cực calomen bão hòa (Saturated Calomel Electrode) Cr(VI)-747: Màng thụ động crom(VI) tạo từ dung dịch Udycro -747 AZA: Phụ gia đóng vai trò chất mang bể mạ kẽm clorua AZB: Phụ gia đóng vai trò chất tạo bóng bể mạ kẽm clorua AE7: Trợ phân tán C12-14 alcohol ethoxylate AE7 PVP: Trợ phân tán Polyvinyl pyrolidone SDS: Trợ phân tán Sodium dodecyl sulfate Op-10: Trợ phân tán Nonionic surfactant op-10 Epomin: Trợ phân tán Polyethylenimine (epomin) PVC: Poly vinyl clorua HĐBM: Hoạt động bề mặt TESPT: Bis-(3-trietoxy silylpropyl) tetrasulphit silan PMMA: Polymetylmetacrylat PTES : Phenyl triethoxysilane DANH MỤC BẢNG Tra Bảng 1.1 Các giải pháp thay phương pháp thụ động crom(VI) 10 Y Bảng 2.1 Kí hiệu mẫu phân tán nanosilica nước .35 Bảng 2.2 Thông số dung dịch thụ động crom(VI) UDYCRO 747 37 Bảng 2.3 Thành phần dung dịch thụ động gốc C2 37 Bảng 2.4 Thành phần điều kiện làm việc bể mạ kẽm clorua 38 Bảng 2.5 Ký hiệu mẫu thụ động dung dịch thụ động 39 Bảng 2.6 Sự phụ thuộc độ ổn định hệ keo vào độ lớn Zeta .43 Bảng 2.7 Điều kiện thử nghiệm mù muối (JIS 8502:1999) 45 Bảng 3.1 Thời gian xuất lắng tủa nanosilica pH khác .50 Bảng 3.2 Hàm lượng phần trăm hạt nanosilica kích thước 58 nm kích thước < 100 nm tồn hệ phân tán pH khác .54 Bảng 3.3 Hàm lượng phần trăm kích thước nhỏ kích thước hạt phân tán nanosilica với hàm lượng khác 57 Bảng 3.4 Phân bố kích thước hạt nanosilica dung dịch thụ động chứa chất trợ phân tán khác 61 Bảng 3.5 Hàm lượng % nguyên tố silic crom màng thụ động (%) .67 Bảng 3.6 Thời gian xuất gỉ trắng mẫu 70 Bảng 3.7 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn bề mặt 73 Bảng 3.8 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu rạch .74 Bảng 3.9 Phân bố kích thước hạt nanosilica dung dịch thụ động với hệ phân tán nanosilica ban đầu có pH khác .78 Bảng 3.10 Thời gian xuất gỉ trắng mẫu 84 Bảng 3.11 Hàm lượng silic crom màng thụ động (%) 87 Bảng 3.12 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động .88 Bảng 13 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động crom(III) thay đổi nhiệt độ .89 Bảng 14 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động crom(III) thay đổi thời gian 91 Bảng 3.15 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động crom(III) thay đổi pH .92 Bảng 3.16 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi nhiệt độ 93 Bảng 3.17 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa g/L nanosilica thay đổi thời gian .94 Bảng 3.18 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi pH 95 Bảng 3.19 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi nhiệt độ .96 Bảng 3.20 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi thời gian thụ động .98 Bảng 3.21 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi pH 99 Bảng 3.22 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi nhiệt độ 99 Bảng 3.23 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi thời gian 101 Bảng 3.24 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi nhiệt độ 102 Bảng 3.25 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi thời gian .104 Bảng 3.26 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L thay đổi pH 105 Bảng 3.27 Kết đo phân cực xác định mật độ dòng ăn mòn ăn mòn mẫu thụ động tạo từ dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica với hàm lượng khác 107 Bảng 3.28 Kết điện trở màng thụ động 109 Bảng 3.29 Kết điện trở màng thụ động sau rạch .111 Bảng 3.30 Kết điện trở màng thụ động sau rạch 168 .112 118 Bảng 3.33 Hàm lượng silic crom màng thụ động crom(III) chứa nanosilica (%) Vết rạch Bề mặt Mẫu C2-SiO2 Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Si % Cr % Si % Cr % Si % Cr % Si % Cr % Si % Cr % Mẫu 1- Trước phun 0,11 0,0 0,2 0,12 0,1 2,29 0,1 2,3 muối Mẫu 1- Sau phun 0,2 0,41 0,1 0,2 0,2 0,38 0,1 1,9 muối Mẫu 2- Trước phun 0,1 0,28 0,3 0,3 0,1 2,05 0,1 2,1 muối Mẫu 2- Sau phun 0,2 0,34 0,4 0,3 0,2 0,13 0,1 1,76 1,5 muối Từ kết phân tích EDX bảng 3.34 cho thấy: Kết tương đồng với lần thử nghiệm trước Ngay sau chế tạo, màng thụ động thu dung dịch C2 – nanosilica, hầu hết vị trí phân tích EDX, thấy xuất nguyên tố silic Hàm lượng silic bề mặt vết rạch có khác biệt Sau phun muối: Hàm lượng nguyên tố silic vị trí rạch hầu hết cao hàm lượng silic vị trí bề mặt Trong vết rạch có vị trí phân tích EDX khơng có crom có đến 0,33% silic Các kết EDX cho thấy đưa thành công nanosilica vào màng thụ động 3.3.4 Kết kiểm tra có mặt crom(VI) dung dịch thụ động màng thụ động Mục đích đề tài nâng cao độ bền ăn mòn màng thụ động thân thiện mơi trường nên yêu cầu đặt dung dịch thụ động màng thụ động không phép tồn ion crom(VI), để kiểm tra có mặt ion crom(VI) phương pháp kiểm tra sau: 119 10 mL dung dịch thụ động C2 (S0), dung dịch C2 chứa nanosilica pha lỗng 10 lần mẫu thụ động bóc màng dung dịch 100 mL HCl 2% Thêm mL dung dịch natridihidrophotphat NaH2PO4 0,2N; mL thị diphenylcacbazid 1% cồn Kiểm tra có mặt crom(VI) phương pháp so màu máy Hach DR2010 bước sóng 540 nm, kết cho thấy khơng phát có mặt crom(VI) Kết hoàn toàn phù hợp với kết đo phổ hồng ngoại dung dịch thụ động crom(III)-nanosilica * Tóm tắt kết mục 3.3: - Kết SEM cho thấy bề mặt màng thụ động mịn, không nứt gẫy, không bị mây bề mặt Không thể phân biệt khác màng thụ động có khơng có nanosilica - So sánh khối lượng màng thụ động thụ động dung dịch có khơng có nanosilica cho thấy có tăng khối lượng lớp màng thụ động có nano silica - Kết đo EDX cho thấy đưa thành công nano silica vào màng thụ động - Kết kiểm tra có mặt crom(VI) dung dịch thụ động màng thụ động phương pháp so màu khơng phát có mặt crom(VI) dung dịch thụ động màng thụ động 3.4 Cơ chế hình thành bảo vệ màng thụ động crom(III) chứa nanosilica Trong trình tạo màng thụ động, phản ứng oxi hóa khử bao gồm phản ứng anot, phản ứng catot, hấp thụ giải hấp thụ phức tạp khó phân biệt Dựa theo tài liệu tham khảo [25], [30], [42], [57], [62] kết 120 thu từ trình thực nghiệm, đề xuất chế xảy trình sau: Sau trình điện phân, bề mặt kẽm tồn lớp nước, đó, xảy q trình oxi hóa kẽm oxi khơng khí: 2Zn + O2 + 2H2O → 2Zn(OH)2 (3.5) Khi mẫu mạ kẽm hoạt hoá dung dịch HNO 0,5%, xảy q trình hòa tan hiđroxit kẽm: Zn(OH)2 + 2H+→ Zn2+ + 2H2O (3.6) Trong dung dịch thụ động crom(III) có mặt phức hexaaquachromium (III) trình sau [25]: Cr(NO3)3 → Cr3+ + 3NO3- (3.7) Cr3+ + 6H2O → [Cr(H2O)6]3+ (3.8) Axit hữu oxalic malonic, axit dicarboxylic, ion hóa dung dịch thụ động; theo phản ứng (3.9), (3.10) [25] Các ion oxalat malonat phối tử hai có khả gắn kết với ion crom(III) thay phối tử khác tạo ion phức trisoxalatochromium(III); theo phản ứng (3.11) Các phản ứng (3.9), (3.10), (3.11) phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng dung dịch, nhiệt độ, áp suất thời gian phản ứng theo nguyên lí chuyển dịch cân Le Chatelier [25] HOOC-COOH - :OOC-COO:- + 2H+ (3.9) HOOC-CH2-COOH - :OOC-CH2-COO:- + 2H+ (3.10) [Cr(H2O)6] 3+ + 3C2O4 2- [Cr(C2O4)3] 3- + 6H2O (3.11) Hexaquachromium (III) Trisoxalatochromium (III) 121 Các bước hình thành màng thụ động crom(III): 1) Khi ngâm thép mạ kẽm vào dung dịch thụ động crom(III): Do tính axit dung dịch thụ động (pH ~ 1,8) xảy hòa tan kẽm giải phóng khí hydro, dẫn đến gia tăng pH dung dịch khu vực ranh giới bề mặt mẫu dung dịch thụ động [30]: Zn + 2H+ ↔ Zn2+ + H2 (3.12) Ngồi ra, ion nitrat (NO3-) có mặt dung dịch thụ động chuyển thành ion NH4+; theo phản ứng [30]: 4Zn + 10H+ + NO3 - → 4Zn2+ + NH4 + + 3H2O (3.13) Điều kiểm chứng thực nghiệm, có tăng pH dung dịch khí khí H2 2) Đối với hình thành màng thụ động crom(III), gia tăng pH ranh giới kẽm/dung dịch thụ động cho điều kiện để ion phức crom kết tủa thành crom hydroxit, ví dụ từ phức crom oxalat; theo phản ứng (3.14) [57] Ion oxalat tạo từ phản ứng (3.14) phản ứng với coban hình thành sản phẩm phụ kết tủa với crom hydroxit; theo phản ứng (3.15) [57] Nói chung, kết tủa crom(III) hiđroxit qua phức crom đặc tính hình thành màng thụ động crom(III) [CrC2O4.(H2O)4] + → Cr(OH)3 ↓+ C2O42- + 3H+ + H2O C2O4 2- + Co2+ → CoC2O4 ↓ (3.14) (3.15) Vậy, thành màng thụ động gắn liền với q trình hòa tan kẽm làm tăng pH phân giới bề mặt kim loại dung dịch Ở pH thấp, kẽm bị hòa tan để đạt giá trị pH phân giới kim loại-dung dịch mà màng hình thành 122 3) Do có mặt ion Zn 2+, anion chất tạo phức dung dịch thụ động, màng thụ động tạo có mặt tất chất trên; mô tả theo phản ứng (3.16), (3.17) [30], [42], [62] Cr3+(chất tạo phức) + 3OH- → Cr(OH)3 + chất tạo phức (3.16) Cr(OH)3 + chất tạo phức + Zn2+ + A- + SiO2→ → (Cr3+, chất tạo phức, OH-, Zn2+, A-, SiO2) (3.17) Do màng thụ động hình thành ban đầu dạng gel nên ngồi có mặt thành phần (như Cr 3+, Zn2+, anion chất tạo phức), màng có phần tử silica kích thước nano linh động Khi đo phổ tổng trở màng thụ động xuất cung hấp phụ giản đồ Nyquist chứng tỏ ln có phần tử hấp phụ lên màng thụ động Khi màng thụ động bị khuyết tật, lớp mạ kẽm không bảo vệ, nhanh chóng bị oxi hố tạo thành oxit, hạt nanosilica màng có nhóm (–SiOH) bị hấp phụ oxit kẽm, tràn đến che phủ bề mặt lớp oxit vừa hình thành tạo thành liên kết hidro Qua q trình đóng rắn liên kết thay liên kết metallosilosan – Me-O-Si tạo lớp màng trơ ngăn cách kẽm khỏi môi trường xâm thực, bảo bệ kẽm, q trình oxi hố kẽm bị dừng lại Phản ứng oxit kẽm nhóm silanol viết sau: Zn Zn O + HO O… H O Si OH Zn Si OH Zn O… H O O Si Si OH OH (3.18) (3.19) 123 KẾT LUẬN Từ kết thực nghiệm rút số kết luận sau: Chế tạo thành công dung dịch thụ động crom(III) chứa nanosilica có sử dụng hệ phân tán nanosilica điều kiện pH = với hàm lượng nanosilica g/L (T9-5), trợ phân tán AE7 Dung dịch có bị kết tụ phần nanosilica giữ kích thước nano 87 nm Màng thụ động crom(III) chứa nanosilica hàm lượng g/L (M9-5) khơng chứa crom(VI), có mật độ dòng ăn mòn nhỏ 8,59.10-7(A/cm2), đạt độ bền thử nghiệm phun mù muối 288 bền màng chứa crom(VI) 48 giờ, có khả tự sửa chữa vết rạch Các màng thụ động crom(III) crom(III) chứa nanosilica với hàm lượng khác có giá trị mật độ dòng ăn mòn nhỏ nhiệt độ dung dịch thụ động 30oC, thời gian thụ động 60 giây pH dung dịch thụ động 1,8 Nanosilica trợ phân tán AE7 khơng ảnh hưởng đến màu sắc, độ bóng, độ đồng màng thụ động Đã đề xuất chế q trình điện hóa xảy dung dịch thụ động màng thụ động, mạch tương đương phản ánh hấp phụ xảy đồng thời với q trình chuyển điện tích DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 1) Hoang Thi Huong Thuy, Le Ba Thang, Truong Thi Nam, Nguyen Thi Thanh Huong, Vuong Truong Son (2015), “The effects of drying temperature on the structure and corrosion resistance of Cr3+ – based 124 conversion coatings on zinc -coated steel surface”, Journal of Science and Technology, 53, (4), pp 479- 486 2) Truong Thi Nam, Hoang Thi Huong Thuy, Le Ba Thang, Dao Phi Hung, Nguyen Thi Cam Ha, Hoang Van Hung (2015), “The effects of nanosilica to the trivalent chromium conversion coatings on zinc electroplating”, Journal of Science and Technology, 53, (4A), pp 87- 95 3) Truong Thi Nam, Hoang Thi Huong Thuy, Le Ba Thang, Dao Phi Hung, Nguyen Thi Cam Ha (2016), “Effects of some dispersing auxiliaries on nanosilica dispersion into passive chrome trivalent solution”, Journal of Science and Technology, 54, (3), pp 376-384 4) Hoàng Thị Hương Thủy, Lê Thị Thọ, Lê Thị Hoa,Vũ Hồng Nam, Lê Bá Thắng (2016), “Lựa chọn nồng độ Cr(III) thích hợp cho dung dịch thụ động”, Tạp chí HH & ƯD, Số 3(35) tr 76-79 5) Hoang Thi Huong Thuy, Le Ba Thang, Nguyen Thi Thanh Huong, Truong Thi Nam, Hoang Van Hung (2016), “The Anti-Corrosion of Trivalent Chrome Conversion Coatings Containing Nano-Silica on Zinc Electroplated Steel”, Elixir Corrosion & Dye 100, pp 43379-43383 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hà Mạnh Chiến, Mai Thanh Tùng, Đặng Việt Anh Dũng (2008) “Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thụ động đến trình hình thành tính chất màng thụ động dung dịch Cr(III)”, Tạp chí Hố học ứng dụng, 9(81), tr 38-44 Trịnh Cương (2007), Nghiên cứu tổng hợp, khảo sát cấu trúc mối quan hệ cấu trúc với hoạt tính số chất ức chế ăn mòn kim loại dạng bay dãy ß-aminoxeton, Luận án tiến sĩ hóa học, chun ngành Hóa lí thuyết & Hóa lí, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội 125 Nguyễn Thùy Dương, Nguyễn Anh Sơn, Trịnh Anh Trúc, Tô Thị Xuân Hằng (2015), “Ứng dụng nanosilica biến tính phenyl trietoxysilan làm chất phụ gia cho lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn”, Tạp chí hóa học, 53(1), tr 95 – 100 Đặng Việt Hưng, Bùi Chương, Phan Thị Minh Ngọc, Hoàng Nam (2009), “Nghiên cứu chế tạo, cấu trúc tính chất nanocompozit sở cao su thiên nhiên silica biến tính silan”, Tạp chí Hóa học, 47(3), tr 363-367 Nguyễn Thị Thanh Hương (2015), Nghiên cứu q trình thụ động hóa Cr(III) lớp mạ kẽm đặc trưng hóa lí màng thụ động, Luận án tiến sĩ hóa học, Học viện Khoa hoc Công nghệ - Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam Đỗ Quang Kháng (2008), Nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu cao su Blend lĩnh vực kỹ thuật cao thay hàng nhập ngoại Đề tài KHCN sở KHCN Hà Nội Đỗ Quang Kháng (2013), Vật liệu polyme - vật liệu polyme tính cao, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội Trương Ngọc Liên (2004), Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội, tr 12-13 Trần Mạnh Lục (2012), Hóa học hệ phân tán keo, NXB Đà Nẵng, tr.5-7 10 Đào Thế Minh, Trịnh Sơn Hà (2005), “Khảo sát ảnh hưởng chất liên kết silic sở cacdanol epoxy đến tính chất học hình thái cấu trúc vật liệu compozit polyamit/polyetylen/hạt nanosilica”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 43(ĐB), tr 195-199 11 Hồng Nhâm (2000), Hóa học vơ tập 2, NXB Giáo dục Hà Nội, tr 134 12 Lê Bá Thắng, Nghiên cứu chế tạo dung dịch thụ động thân thiện môi trường không chứa ion Cr(VI) cho lớp mạ kẽm, Báo cáo đề tài KHCN cấp viện KTNĐ, 2011 126 13 Lê Thị Phương Thảo (2015), Nghiên cứu tạo lớp mạ tổ hợp kim loại Ninano TiO2, Cu - nano TiO2 kỵ nước, Luận án tiến sĩ, Viện khoa học Kỹ thuật Quân sự, Bộ Quốc phòng Tiếng AnhX14 ATSDR (2003), Chromium toxicity 15 Automotive Update (2005), ENTHONE OMI Inc 16 Lavanya Avadiar, Yee-Kwong Leong (2011), "Interactions of PEI (polyethylenimine) – silica particles with citric acid in dispersions", Colloid Polym Sci, pp 237– 245 17 C Barner, J.J.B Ward, T.S Sehmbhi (1982), "Non chromate passivation treatment for zinc", Transactions of the Institute of Metal Finishing, 60, pp 45-48 18 T Bellezze, G Roventi and R Fratesi (2002), "Electrochemical study on the corrosion resistance of Cr III-based conversion layers on zinc coatings", Surface and Coatings Technology, 155(2-3), pp 221-230 19 T Biestek and J Weber (1976), Electrolytic and chemical conversion coatings Redhill, Surrrey, UK.:Portcullis Press Ltd 20 C.V Bishop, T.J Foley, J.M Frank (1978) Coating solutions of trivalent chromium for coating zinc surfaces, US Patent 4171231 21 C.V Bishop, M Thomay and B.J Page (1995), Black chromiumcontaining conversion coatings on zinc-nickel and zinc-iron alloy US Patent 5415702 22 C.V Bishop, T.J Foley and J.M Frank (1979), Coating solution of trivalent chromium for coating zinc surfaces, US Patent No 171 231 23 P Campestrini, G Goeminne, H Terryn (2004), "Chromate Conversion Coating on Aluminum Alloys", J Electrochem, 159, pp 59-70 24 Yu-Tsern Chang, Niann-Tsyr Wen, Wei-Kun Chen, Ming-Der Ger, 127 Guan-Tin Pan, Thomas C.-K (2008), "The effects of immersion time on morphology and electrochemical properties of the Cr(III)based conversion coatings on zinc coated Steel", Surface Corrosion Science, 50, pp 3494–3499 25 R Chapaneri , G.W Critchlow , I Sutherland, G.D Wilcox (2008), "An X-ray photoelectron spectroscopy investigation of chromium conversion coatings and chromium compounds", The European Corrosion Congress, Managing Corrosion for Sustainability, 7-11th, Edinburgh 26 KeunWoo Cho, V Shankar Rao, HyukSang Kwon (2007), "Microstructure and electrochemical characterization of trivalent chromium based conversion coating on zinc", Electrochimica Acta, 52, pp 4449–4456 27 D.E Crotty and R.J Lash (1983), Trivalent chromium passivate composition and process US Patent 4384902 28 B Del-Ano, R Romagnoli and V.F Vetere (1999), "Performance of zinc molybdenum phosphate in anticorrosive paint by accelerated and electrochemical tests", Journal of Applied Elechtrochemistry, 29, pp 1401-1407 29 J Diaddario, L Leonard and M Marzano (2006), Trivalent chromate conversion coating, US Patent 7029541 30 V Dikinis, V Rezaite, I Demcenko, A Selskis, T Bernatavicius, R Sarmaitis (2004), "Characteristics of zinc corrosion and formation of conversion films on the zinc surface in acidic solutions of Cr(III) compounds", Transactions of the Institute of Metal Finishing, 82, 3-4, pp 98-104 31 D Donescua, M Teodorescu, S Serban, L Fusulan, V Uricanu (1999), "Emulsion homo- and copolymerization of vinyl acetate in the presence 128 of maleic-modified and unmodified silica", European Polymer Journal, 35, pp 1723-1729 32 W Eckles and R Frischauf (2007), "Alternatives to the hexavalent chromates an evolution of trivalnet chromate technologies", Plating and Surface Finishing, 1, pp 24-33 33 Sanchez Florence, and Konstantin Sobolev (2012), Nanotechnology in concretera review Construction and Building Materials Nov 2010: 2060 General OneFile 34 A Gardner and J Scharf (2001), "High Performance Alternative to Hexavalent Chromium Passivation of Plated Zinc and Zinc Alloys", Society of Automotive Engineers technical paper series 2001-01-0644, pp.1-5 35 K Ghosh, S Bashadi, H.J Lehmler, S.E Rankin, B.L Knutson (2003), "Pore size engineering in fluorinated surfactant templated mesoporous silica powders through supercritical carbon dioxide processing", Micropor Mesopor Mater, 113, pp 106-113 36 T.E Graedel (1994), "Corrosion Mechanisms for Zinc Exposed to the Atmosphere", J Electrochem Soc, 139(4), pp 193-203 37 M.P Gigandet, J Faucheu, M Tachez (1997), “Formation of black chromate conversion coatings on pure and zinc alloy electrolytic deposits: role of the main consituents”, Surface and Coatings Technology, 89, pp 285-291 38 L Grasso, A.S Fantoli, M.G Ienco (2006), "Corrosion resistance of Cr(III) based conversion layer on zinc coatings in comparison with a traditional Cr(VI) based passivation treatment", La Metallurgia Italiana, 98(6), pp 31-39 39 D.J Guhde and D.M Burdt (1981), Coating solution of trivalent chromium for coating zinc and cadmium surfaces, US Patent No 4263059 129 40 Krister Holmberg (2002), Handbook of applied surface and colloid chemistry Copyright by John Wiley & Sons Ltd, Baffins Lane, Chichester, West Sussex PO19 1UD, England 41 Nguyen Thi Thanh Huong, Le Ba Thang, Trương Thi Nam (2012), "The effects of bath pH on the properties of trivalent chrome conversion coatings on zinc electroplating", Vietnam Journal of chemitry, 50, 6B, pp.112-115, CPM 2012 42 P Hulser (2002), Replacement of Hexavalent Chrome Passivation on Galvanized Steel AESF Continuous Stell Strip Symposium, Cleveland 43 P Hulser (1999), Chromium(VI)-free Passivating Base coat for Deltacoll on Zinc and Zinc Alloys Manuscript of the presentation on the MKS-Meeting in Dortmund (DÖRKEN AG), Germany 44 M Inoue, K Watanabe, G Nagata (2010), Corrosion-resistant trivalent-chromium chemical conversion coating and solution for trivalent-chromium chemical treatment, US Patent 20100203327 45 Vajihe Jafari, Ali Allahverdi, Mostafa Vafaei (2014), "Ultrasoundassisted synthesis of colloidia nanosilica from silicafume: Effect of sonication time on the properties of product", Advanced Powder Technology, pp.1571-1577 46 F Jahan and B.E Smith (1997), "Characterization of molypdenum black coating on zinc substrates", Journal of Materials Science, 32, pp 3869-3874 47 Japanese industrial standard JIS H 8502:1999 48 J Jiang, G Oberdorster, P Biswas (2009), "Characterization of size, surface charge, and agglomerationstate of nanoparticle dispersions for toxicological studies", J Nanopart Res 11, pp 77–89 49 D.M Johnson (1951), Zinc and cadmium passivating bath US Patent 2559878 130 50 D.C Kannangara and B.E Conway (1987), "Zinc oxidation and redeposition processed in aqueous alkali and carbonate solutions", J Electrochem Soc., 134, pp 894-902 51 K.P Klos (1994), Process for chromating surfaces of zinc, cadmium and alloys thereof, US Patent 5368655 52 R.J Lash and D.E Crotty (1983), Trivalent chromium passivate process US Patent 4367099 53 Bizi Mohamed (2012), "Stability and flocculation of nanosilica by conventional organic polymer", BRGM Environment & Processes Division 3, Orléan, France, Natural Science 4, pp 372-385 54 D.C.H Nevison (1987), ASM Handbook, ASM International, Materials Park, Ohio, 13, pp 755-769 55 I Odnevall and C Leygraf (1995), "Reaction sequences in atmospheric corrosion of zinc", Atmosphere Corrosion, ASTM STP 1239, Philadelphia, pp 215-225 56 W.J.V Ooij, D.Q Zhu, G Prasad (2000), "Silane Based Chromate Replacements for Corrosion Control, Paint Adhesion, and Rubber Bonding", Surf Eng., 16(5), pp 386-396 57 K Oshima, S Tanaka, M Inoue (2010), Processing solution for forming hexavalent chromium free and corrosion resistant conversion film on zinc or zinc alloy plating layers, hexavalent chromium free and corrosion resistant conversion film, method for forming the same, US Patent 7745008 2010 58 L Peng, W Qisui, L Xi, Z Chaocan (2009), Investigation of the states of water and OH groups on the surface of silica, Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects, 334, pp 112-115 59 F.C Porter, A.M Stoneman and R.G Thilthorpe (1988), "The Range of Zinc Coatings", Trans IMF, 66, pp 28-36 60 F.C Porter (1994), Corrosion resistance of zinc and zinc alloys Marcel 131 Dekker, Inc 61 M Pourbaix (1974), Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, 2nd ed National Association of Corrosion Engineers, Houston 62 P Preikschat, R Jansen and P Hulser (2008), Chromium(VI)-free conversion layer and method for producing it, US Patent 7314671 63 G.P Sundararajan and W.J.V Ooij (2000), "Silane Based Pretreatments for Automotive Steels", J Surf Eng, 16, pp 315-324 64 L Thiery and N Pommier (2004), Hexavalent chromium-free passivation treatments in the automotive industry Conventya, Fonnce, pp 1-8 65 Nguyen Nhi Tru, Tran Mai Han (2010), "Comperative performance of zinc passivated coatings in tropical atmosphere" Journal of Science and Technology, 48(5A), pp 204-211 66 Niann-Tsyr Wen, Chao-Sung Lin, Ching-Yuan Bai, Ming-Der Ger (2008), "Structures and characteristics of Cr(III)-based conversion coatings on electrogalvanized steel", Surface and Coatings Technology, 203, pp 317–323 67 P.C.Wynn and C.V Bishop (2001) "Replacing hexavalent chromium", Transaction on the Institure of Metal Finishing vol 79, No2, pp B27-B30 68 Pivinskii Yu E (2007), “Nanodisperse silica and some aspects of nanotechnologies in the field of silicate materials science”, part 1, Refractories and Industrial Ceramics 48(6), pp 408-417 69 Mei-rong Yuan, Jin-tang Lu, Gang Kong, Chun-shan Che (2011), "Self healing ability of silicate conversion coatings on hot dip galvanized steels", Surface & Coatings Technology, 205, pp 4507– 4513 70 N Zaki (2007), "Trivalent chrome conversion coating for zinc and zinc alloys", Metal Finishing, 105(10), pp 425-435 71 Zeta potential analysis of nanoparticles 858- 565- 4227 72 X Zhang, C.V.D Bos, W.G Sloof (2003), "Effect of Drying Temperature 132 on Chromate Conversion Coatings on Zinc", J Corrosion Science and Engineering, 6, pp 57-65 73 L.T Zhuravlev (2012), "The surface chemistry of amorphous silica", Zhuravlev model Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng., pp – 38 74 H Zou, S Wu, J Shen (2008), "Polymer/Silica nanocomposites: preparation, characterization, properties, and applications", Chem Rev 108, pp 3893-3957 75 Meβsystem Zahner (2007), Thales Softwave Package for Electrochemical Workstations User Manual, Germany Tiếng Pháp 76 R Tournier (1972), Conversion du zinc et du cadmium, Traitement de Surfaces, 115, pp 31-38 77 R Tournier (1981), Traitement de conversion du zinc, GalvanoOrgano-Traitement de surface, 518, pp 795-803 ... nanosilica dung dịch thụ động crom(III) - Nghiên cứu chế tạo màng thụ động crom(III) chứa nanosilica lớp mạ kẽm - Khảo sát đặc trưng hóa lý màng thụ động crom(III) chứa nanosilica lớp mạ kẽm phương pháp... phát từ thực tế trên, đề tài luận án án Nghiên cứu chế tạo đặc trưng hóa lý màng thụ động crom(III) chứa nanosilica thép mạ kẽm Mục đích đề tài chế tạo màng thụ động crom(III) chứa nanosilica có... Mẫu mạ kẽm mạ kẽm thụ động trước thử nghiệm 68 Hình 3.23 Mẫu mạ kẽm mạ kẽm thụ động sau phun muối 69 Hình 3.24 Mẫu mạ kẽm thụ động sau 24 phun muối .69 Hình 3.25 Mẫu thụ động crom(III)- nanosilica