Studium organických konverzních povlaků na bázi kyseliny fytové na hořčíkových slitinách
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
C
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá studiem organických povlaků na hořčíkových slitinách a to především povlaků na bázi kyseliny fytové. V teoretické části se pojednává o hořčíku a hořčíkových slitinách, jejich korozních vlastnostech a o jejich využití pro biomedicínské aplikace. Dále jsou v teoretické části shrnuty základní poznatky o kyselině fytové a mechanismu interakce s hořčíkem a hořčíkovými slitinami. Teoretickou část zakončuje rešerše zabývající se depozicí povlaků na bázi kyseliny fytové na povrch hořčíkových slitin. Studovány jsou zejména optimální technologické a procesní podmínky pro nanášení povrchové vrstvy (pH, koncentrace, doba depozice, aj.). Na základě poznatků z teoretické části byly na povrch Mg slitiny AZ31 deponována vrstva na bázi kyseliny fytové. Povlak byl v rámci experimentální části hodnocen z hlediska jeho morfologie a struktury, chemického a korozního chování. Snímky pořízené na rastrovacím elektronovém mikroskopu (SEM) prokázaly přítomnost mikrotrhlin ve vysušeném povlaku. Chemická podstata konverzního povlaku na bázi kyseliny fytové byla zkoumána technikami energiově disperzní spektroskopie (EDS) v kombinaci s infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací (FTIR). Elektrochemické korozní chování Mg slitiny AZ31 a povlakované Mg slitiny byla zkoumána pomocí potenciodynamické polarizace v Hankových roztocích. Na základě získaných hodnot korozního potenciálu a korozní proudové hustoty lze konstatovat, že nanesená vrstva konverzního povlaku vede ke zlepšení korozních vlastností. Z výsledků SEM analýzy vzorků po expozici v korozním prostředí bylo zjištěno, že během potenciodynamických měření nebyl u povlakovaných vzorků pozorován výrazný projev korozního napadení, jako tomu bylo u samotné Mg slitiny AZ31.
This thesis deals with organic conversion coatings based on phytic acid, on the magnesium alloys. In theoretical part it deals with corrosion properties of magnesium and magnesium alloys, usage of magnesium alloys for biomedicine applications. There are also summarized information’s about usage of phytic acid, it’s reactions with magnesium and magnesium alloys. At the end of theoretical part is search about phytic acid conversion coatings deposited on magnesium alloys. There are studied optimal conditions for application of phytic acid coatings such as pH, concentration, time of deposition, etc. Based on the knowledge from the theoretical part, a layer based on phytic acid was deposited on the surface of Mg alloy AZ31. The coating was evaluated in the experimental part in terms of its morphology and structure, chemical and corrosion behaviour. Scanning electron microscope (SEM) images showed the presence of microcracks in the dried coating. The chemical nature of the phytic acid-based conversion coating was investigated by energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques in combination with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The electrochemical corrosion behaviour of Mg alloy AZ31 and coated Mg alloy was investigated by potentiodynamic polarization in Hank's solutions. Based on the obtained values of the corrosion potential and the corrosion current density, it can be stated that the applied layer of the conversion coating leads to an improvement of the corrosion properties. From the results of SEM analysis of samples after exposure in a corrosive environment, it was found that during potentiodynamic measurements no significant manifestation of corrosion attack was observed in coated samples, as was the case with Mg alloy AZ31.
This thesis deals with organic conversion coatings based on phytic acid, on the magnesium alloys. In theoretical part it deals with corrosion properties of magnesium and magnesium alloys, usage of magnesium alloys for biomedicine applications. There are also summarized information’s about usage of phytic acid, it’s reactions with magnesium and magnesium alloys. At the end of theoretical part is search about phytic acid conversion coatings deposited on magnesium alloys. There are studied optimal conditions for application of phytic acid coatings such as pH, concentration, time of deposition, etc. Based on the knowledge from the theoretical part, a layer based on phytic acid was deposited on the surface of Mg alloy AZ31. The coating was evaluated in the experimental part in terms of its morphology and structure, chemical and corrosion behaviour. Scanning electron microscope (SEM) images showed the presence of microcracks in the dried coating. The chemical nature of the phytic acid-based conversion coating was investigated by energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques in combination with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The electrochemical corrosion behaviour of Mg alloy AZ31 and coated Mg alloy was investigated by potentiodynamic polarization in Hank's solutions. Based on the obtained values of the corrosion potential and the corrosion current density, it can be stated that the applied layer of the conversion coating leads to an improvement of the corrosion properties. From the results of SEM analysis of samples after exposure in a corrosive environment, it was found that during potentiodynamic measurements no significant manifestation of corrosion attack was observed in coated samples, as was the case with Mg alloy AZ31.
Description
Citation
ZBÍRAL, R. Studium organických konverzních povlaků na bázi kyseliny fytové na hořčíkových slitinách [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Tomáš Svěrák, CSc. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Tvrdík (člen)
Date of acceptance
2021-08-30
Defence
Student v rámci obhajoby práce Studium organických konverzních povlaků na bázi kyseliny fytové na hořčíkových slitinách nejdříve představil problematiku hořčíkových slitin, možnosti použití kyseliny fytové a vzájemnou interakci mezi kyselinou fytovou a Mg slitinami. Následně popsal připravené povlaky a použitou charakterizaci těchto povlaků. V rámci dosažených výsledků popsal získané odolnosti proti korozi. V rámci závěru zhodnotil naměřené výsledky a vzniklé sloučeniny.
Po prezentaci zodpověděl otázky oponenta:
1) Jak si autor vysvětluje, že korozní proudová hustota upraveného vzorku je nižší než povrchu AZ31 bez povlaku, když povlak na AZ31 obsahoval mikrotrhliny.
2) FTIR analýzou (str. 33) bylo zjištěno, že upravený povrch AZ31 obsahuje pásy pro fosforečnany a hydrogenfosforečnany. Bohužel, autor nevysvětluje, jaký je původ těchto aniontů?
3) Na str. 35 autor prezentuje vztah pro výpočet rychlosti koroze, kde uvádí, že M je molární hmotnost hořčíkové slitiny AZ31. Mohl by autor uvést tuto hodnotu, a jak k ní dospěl?
4) Autor uvádí, že korozní produkty by mohly být složeny z uhličitanů, fosforečnanů a hydroxidů. S jakými kationty byly tyto korozní produkty nejspíše vázané? Která metoda by mohla poskytnout přesnější informace o chemickém složení korozních produktů?
5) Na str. 36 autor uvádí, že v oblasti B byla pozorována přítomnost oxidů? O jaké oxidy se mělo jednat?
Komise během obhajoby položila následující otázky:
1) Z jaké hloubky analyzujete vzorek při použití XPS a EDS.
2) Z čeho se ve výsledcích objevuje fosfor?
Student na zadané otázky reagoval dobře.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení