Příprava a charakterizace hydroxidu hořečnatého na povrchu hořčíkové slitiny AZ31 v závislosti na použitém kationtu hydroxidu
Loading...
Date
Authors
Bejček, Martin
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bakalářská práce se zabývá přípravou a charakterizací hydroxidu hořečnatého na povrchu slitiny AZ31 v závislosti na použitém kationtu hydroxidu. Teoretická část se zaměřuje na hořčík a rovněž i na jeho slitiny. Dále pak na korozi ve vodném a chloridovém prostředí. Poslední kapitola teoretické části je soustředěna na vznik a na přípravu hydroxidu hořečnatého na slitinách hořčíku. V experimentální části je popsána samotná hydrotermální syntéza ochranných povlaků na slitině hořčíku AZ31 a rovněž i jednotlivé metody, jenž byly v průběhu studie použity. Jako podmínky přípravy byla zvolena teplota 120 °C a různé časy syntézy (2h, 4h, 8h, 12h a 24h). Mezi použité metody patřila SEM-EDS analýza na dokumentování povrchu a tloušťky povlaku materiálu. Následovala metoda potenciodynamické polarizace, která sloužila na zjištění korozní odolnosti připravených vzorků v prostředí 0,15M NaCl. Poslední analýzou byla FTIR spektrometrie, jež posloužila k určení sloučenin, z nichž byl ochranný povlak složen. Výsledky ukázaly, že kationty použitých hydroxidů nijak neovlivňují morfologii ani množství připraveného hydroxidu hořečnatého na slitině AZ31. Výsledné povlaky se vyznačovaly dobrou korozní odolností ve srovnání s referenční slitinou AZ31. Nejlepší výsledky byly dosáhnuty u 24h vzorků. Tloušťka povlaků dosáhla 10 m při teplotě 120 °C a při době hydrotermální syntézy 24 h.
The bachelor thesis deals with the preparation and characterization of magnesium hydroxide on the surface of AZ31 alloy depending on the hydroxide cation used. The theoretical part focuses on magnesium and also on its alloys. Furthermore, corrosion in aqueous and chloride environments is discussed. The last chapter of the theoretical part focuses on the formation and preparation of magnesium hydroxide on magnesium alloys. The experimental part describes the actual hydrothermal synthesis of protective coatings on AZ31 magnesium alloy as well as the different methods used during the study. A temperature of 120 °C and different synthesis times (2h, 4h, 8h, 12h and 24h) were chosen as preparation conditions. The methods used included SEM-EDS analysis to document the surface and coating thickness of the material. This was followed by a potentiodynamic polarization method to determine the corrosion resistance of the prepared samples in a 0.15M NaCl. The last analysis was FTIR spectrometry, which served to determine the compounds that made up the protective coating. The results showed that the cations of the hydroxides used did not affect the morphology or the amount of prepared magnesium hydroxide on AZ31 alloy. The resulting coatings were characterized by good corrosion resistance compared to the reference AZ31 alloy. The best results were obtained for 24h samples. The thickness of the coatings reached 10 m at 120 °C and at a hydrothermal synthesis time of 24 h.
The bachelor thesis deals with the preparation and characterization of magnesium hydroxide on the surface of AZ31 alloy depending on the hydroxide cation used. The theoretical part focuses on magnesium and also on its alloys. Furthermore, corrosion in aqueous and chloride environments is discussed. The last chapter of the theoretical part focuses on the formation and preparation of magnesium hydroxide on magnesium alloys. The experimental part describes the actual hydrothermal synthesis of protective coatings on AZ31 magnesium alloy as well as the different methods used during the study. A temperature of 120 °C and different synthesis times (2h, 4h, 8h, 12h and 24h) were chosen as preparation conditions. The methods used included SEM-EDS analysis to document the surface and coating thickness of the material. This was followed by a potentiodynamic polarization method to determine the corrosion resistance of the prepared samples in a 0.15M NaCl. The last analysis was FTIR spectrometry, which served to determine the compounds that made up the protective coating. The results showed that the cations of the hydroxides used did not affect the morphology or the amount of prepared magnesium hydroxide on AZ31 alloy. The resulting coatings were characterized by good corrosion resistance compared to the reference AZ31 alloy. The best results were obtained for 24h samples. The thickness of the coatings reached 10 m at 120 °C and at a hydrothermal synthesis time of 24 h.
Description
Citation
BEJČEK, M. Příprava a charakterizace hydroxidu hořečnatého na povrchu hořčíkové slitiny AZ31 v závislosti na použitém kationtu hydroxidu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
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)
doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Tvrdík, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-15
Defence
Student při obhajobě práce Příprava a charakterizace hydroxidu hořečnatého na povrchu hořčíkové slitiny AZ31 v závislosti na použitém kationtu hydroxidu nejdříve komisi představil vlastnosti hořčíkových slitin a především se zaměřil na výhodnou biodegradabilitu a problémy s korozí. Následně komisi seznamil s cíli práce, postupem přípravy vzorků a hydrotermální syntézou. V rámci provedených analýz nejdříve ukázal výsledky pomocí SEM a EDS analýzy, potenciodynamické zkoušky a FTIR spektrometrie. Po shrnutí výsledků student odpovídal na otázky oponenta:
1) V teoretické části se zmiňujete o možném vlivu přítomnosti Al ve slitině na tvorbu povlaku při využití tzv. povlakování v páře. Popište, jak Al přispívá ke tvorbě krystalického Mg(OH)2. Může se tento vliv uplatnit i v případě vámi použitých podmínek hydrotermální syntézy?
2) V kapitole popisující přípravu povlaku hydrotermální syntézou je uvedeno, že vzorek byl do autoklávu položen. Byl zaznamenán rozdíl v povlaku na jednotlivých stranách vzorku?
3) V kapitole 3.1 uvádíte, že tloušťka povlaku je „silně odvislá od použitého materiálu, na kterém se tvoří povlak Mg(OH)2“. Vaše výsledky v této části porovnáváte s experimentem, ve kterém však byl využit jiný prekurzor (1M Na2CO3). Vysvětlete proč tloušťka povlaku nemůže záviset také na použitém prekurzoru.
4) Z výsledků je patrné, že s rostoucí dobou tvorby povlaku se jeho odolnost zvyšuje. Předpokládáte, že další zvýšení doby hydrotermální syntézy povede k dalšímu zlepšení?
5) Jaké vzorky z hlediska doby syntézy byly využity pro FTIR analýzu? Byl zvolen pouze jeden čas? Lišil se obsah uhličitanů v závislosti na čase?
6) Popište princip metody GDOES.
Po zodpovězení otázek oponenta komise položila otázku Jakým způsobem interagují vyvinuté krystaly se vzniklou vrstvou.
Na dané otázky student výborně odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení