ИЗУЧЕНИЕ КОРРОЗИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ Co-W ПОКРЫТИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

  • Sergey A. Silkin Костромской государственный университет
  • Sergey A. Kusmanov Костромской государственный университет
  • Alexander S. Perkov Костромской государственный университет
  • Vladimir I. Parfenyuk Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН
Ключевые слова: Co-W покрытия, коррозионная стойкость, токи коррозии, потенциал коррозии, спектроскопия электрохимического импеданса

Аннотация

Методами электрохимического импеданса и поляризационных измерений изучено коррозионное поведение Со-W покрытий, полученных из цитратного электролита (с содержанием W в покрытии ~24 ат. %) в следующих коррозионных средах: 0,6 М хлориде натрия, 0,1 М сульфате натрия (Na2SO4), 1М соляной кислоте (HCl) и 0,5М серной кислоте (H2SO4). В качестве сравнения взята сталь JIS-SK5, выступающая в качестве подложки при осаждении. Показано, что токи коррозии Co-W покрытий в трех коррозионных средах (хлориде натрия, соляной кислоте и сульфате натрия) близки, и составляют 20±3 мкА/см2. В серной кислоте значения токов коррозии ниже и составляют ~10 мкА/см2. При выдержке в кислых средах коррозионный потенциал Co-W покрытий сдвигается в анодную область, достигая значений -0,26 В, а в нейтральных средах (хлоридной и сульфатной) достигает существенно более низких значений -0,72 В. Продемонстрированы высокая пассивирующая способность Co-W покрытия в используемых кислотах, где токи коррозии более чем в 100 (в случае серной кислоты) и в 17 (в случае соляной кислоты) раз меньше, чем у подложки из стали SK-5. Максимальное поляризационное сопротивление Со-W покрытий наблюдается в средах хлорида натрия и серной кислоте и принимает максимальное значение ~36000 Ом·см2, а минимальное значение данное покрытие показывает с солянокислой среде ~ 3500 Ом·см2.

Для цитирования:

Силкин С.А., Кусманов С.А., Перков А.С., Парфенюк В.И. Изучение коррозионного поведения Co-W покрытия в различных средах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 11. С. 69-78. DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7033.

Литература

Shekhanov R.F., Gridchin S.N., Bratkov I.V., Ershova T.V., Dontsov M.G. Actual methods of electrochemical sur-face treatment. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 7. P. 151-158. DOI: 10.6060/ivkkt.20236607.6841j.

Vinokurov E.G., Burukhina T.F., Napedenina E.Yu. Multiresponse optimisation of electrodeposition of nano-crystalline composite coatings Cr-Cr3Pin statu nascendifrom trivalentchromiumbaths ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 3. P. 73-81. DOI: 10.6060/ivkkt.20216403.6341.

Shekhanov R.F., Gridchin S.N. Electrodeposition of tin-cobalt alloys from ammonium oxalate electrolytes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 12. P. 111-116 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236612.6965.

Kuzmin S.M., Chulovskaya S.A., Filimonova Y.A., Parfenyuk V.I. Synergistic effect of two metal porphyrins in a polymer catalyst for oxygen electroreduction. J. Electroana-lyt. Chem. 2023. 947. P. 117798. DOI: 10.1016/j.jelechem. 2023.117798.

Filimonova Yu.A., Chulovskaya S.A., Kuzmin S.M., Parfenyuk V.I. Formation features and electrochromic properties of polyporphyrin films based on Zn-tetrakis(3-(hydroxyphenyl)porphyrin. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 4. P. 35–42. DOI: 10.6060/ivkkt.20236604.6796.

Imaz N., Ostra M., Vidal M., Díez J.A., Sarret M., Gar-cía-Lecina E. Corrosion behaviour of chromium coatings obtained by direct and reverse pulse plating electrodeposition in NaCl aqueous solution. Corr. Sci. 2014. 78. P. 251–259. DOI: 10.1016/j.corsci.2013.10.005.

Darbeïda A., von Stebut J., Barthole M., Belliard P., Lelait L., Zacharie G. Comparative tribological study of chromium coatings with different specific hardnes. Surf. Coat. Technol. 1994. V. 68–69. P. 582-590. DOI: 10.1016/0257-8972(94)90221-6.

Fedrizzi L., Rossi S., Bellei F., Deflorian F. Wear–corrosion mechanism of hard chromium coatings. Wear. 2002. V. 253 (11–12). P. 1173–1181. DOI: 10.1016/S0043-1648(02)00254-5.

Directive 2002/95/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003. Official J. of the European Union. L 37. 13.2.2003.

Tsyntsaru N., Cesiulis H., Donten M., Sort J., Pellicer E., Podlaha-Murphy E.J. Modern trends in tungsten alloys electrodeposition with iron group metals. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2012. V. 48(6). P. 491–520. DOI: 10.3103/S1068375512060038.

Weston D.P., Shipway P.H., Harris S.L., Cheng M.K. Friction and Sliding Behavior of Electrodeposited Cobalt and Cobalt-Tungsten Alloy Coatings for Replacement of Electro-deposited Chromium. Wear. 2009. V. 267. P. 934–943. DOI: 10.1016/j.wear.2009.01.006.

Weston D.P., Harris S.J., Capel H., Ahmed N., Shipway P.H., Yellup J.M. Nanostructured Co-W Coatings Produced by Electrodeposition to Replace Hard Cr on Aerospace Components. Trans. Inst. Metal. Finish. 2010. V. 88. P. 47–56. DOI: 10.1179/174591909X12596810686490.

Belevskii S.S., Yushchenko S.P., Dikusar A.I., Anomalous electrodeposition of Co-W coatings from citrate electrolyte due to the formation multinuclear heterometalic complex-es in the solution. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2012. V. 48(1). P. 97. DOI: 10.3103/S1068375512010036.

Belevskii S.S., Buravets V.A., Yushchenko S.P., Zgar-dan I.M. Gel-chromatographic separation of boron-gluconate electrolyte for obtaining nanocrystalling Co-W coatings. Part I. Composition and electrochemical activity of components. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2016. V. 52(4). P. 350. DOI: 10.3103/S1068375516040049.

Belevskii S.S., Buravets V.A., Yushchenko S.P., Dikusar A.I. Gelchromatographic separation of boron-gluconate electrolyte for obtaining nanocrystalling Co-W coatings. Part II. Electrochemical activity of separation products and their role in process manufacturing alloy. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2016. 52(5). P. 420. DOI: 10.3103/S1068375516050057.

Krasikov A.V., Krasikov V.L. Mechanism of electrodepo-sition of nickel-tungsten alloy from pyrophosphate electrolyte. Izv. SPbGTI(TU). 2016. N 36. P. 12 (in Russian). DOI: 10.15217/issn1998984-9.2016.36.12 7.

Krasikov A.V., Krasikov V.L. Mechanism of induced codeposition of alloys and some single refractory metals. Izv. SPbGTI(TU). 2016. N 37. P. 8. DOI: 10.15217/issn1998984- 9.2016.37.8.

Belevskii S., Silkin S., Tsyntsaru N., Cesiulis H., Dikusar A. The influence of sodium tungstate concentrations on the electrode reactions at irontungsten alloy electrodeposition. Coatings. 2021. V. 11(8). P. 981. DOI: 10.3390/coatings11080981.

Baranov S.A., Dikusar A.I. Kinetics of electrochemical nano-nucleation in induced co-deposition of iron group metals with refractory metals (W, Mo, Re). E`lektronnaia Obrab. Mater. 2021. V. 57. N 5. P. 1 (in Russian). DOI: 10.52577/eom.2021.57.5.01.

Silkin S.A., Gotelyak A.V., Tsyntsaru N.I., Dikusar A.I. Size effect of microhardness of nanocrystalline Co-W coatings, prodused from citrate and gluconate solutions. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2015. V. 51(2). P. 228. DOI: 10.3103/S106837551503014X.

Gotelyak A.V., Silkin S.A., Yahova E.A., Dikusar A.I. Effect of pH and volume current density on deposition rate and microhardness of Co-W coatings electrodeposited from concentrated borongluconate electrolyte. Russ. J. Appl. Chem. 2017. V. 90. N 4. P. 541. DOI: 10.1134/S1070427217040085.

Silkin S.A., Gotekyak A.V., Tsynysaru N.I., Dikusar A.I. Electrodeosition of alloys of the irongroup metals with tungsten from citrate and gluconate solutions. Size effect of microhardness. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2017. V. 53. N 1. P. 7. DOI: 10.3103/S1068375517010136.

Belevskii S.S., Gotelyak A.V., Silkin S.A., Dikusar A.I. Macroscopic size effect of the microhardness of electrode-posited iron-group metal – tungsten alloy coatings. Impact of electrode potential and oxygen-coatings impurities. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2019. V. 55. N 1. P. 46. DOI: 10.3103/S1068375519010058.

Danil’chuk V.V., Silkin S.A., Gotelyak A.V., Buravets V.A. The mechanical properties and rate of electrodeposition of Co–W alloys from a boron−gluconate bath: Impact of anodic processes. Russ. J. Electrochem. 2018. V. 54. N 11. P. 930. DOI: 10.1134/S1023193518130116.

Ved' M., Sakhnenko N., Nenastina T., Volobuyev M., Yermolenko I. Corrosion and mechanical properties of nanostruc ture electrolytic Co-W and Fe-Co-W alloys. Mater. Today: Proceedings. 2022. V. 50. N 4. P. 463-469. DOI: 10.1016/j.matpr.2021.11.293.

Weiwei Zhang, Wenzhe Xia, Baosong Li Mingyuan Li, Ming Hong, Zhen Zhang. Influences of Co and process parameters on structure and corrosion properties of nanocrys-talline Ni-W-Co ternary alloy film fabricated by electrodeposition at low current density. Surf. Coat. Technol. 2022. V. 439. P. 128457. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2022.128457.

Pao-Chang Huang, Chih-Cheng Chou, Han-Tao Wang, Chun-Hao Cheng, Kung-Hsu Hou, Ming-Der Ger. Tri-bocorrosion study of electrodeposited NiW alloy/BN(h) composited coatings for piston rings. Surf. Coat. Technol. 2022. V. 436. P. 128289. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2022.128289.

Josiel Martins Costa, Mariana Borges Porto, Rodolfo Jose Amancio, Ambrosio Florencio de Almeida Neto. Ef-fects of tungsten and cobalt concentration on microstructure and anticorrosive property of cobalt-tungsten alloys. Surf. Interfaces. 2020. P. 100626. DOI: 10.1016/j.surfin.2020.100626.

Bodaghi A., Hosseini J. Corrosion resistance and electro-catalytic properties of Co-W alloy coatings. Surf. Eng. 2012. V. 28(8). P. 632–635. DOI: 10.1179/1743294412Y.0000000024.

Tsyntsaru N.I., Belevskii S.S., Volodina G.F., Bersirova O.L., Yapontseva Yu.S., Kublanovskii V.S., Dikusar A.I. Composition, Structure, and Corrosion Properties of Coatings of Co-W Alloys Electrodeposited under Direct Cur-rent. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2007. V. 43(5). P. 312–317. DOI: 10.3103/S106837550705002X.

Yapontseva Yu.S., Dikusar A.I., Kyblanovskii V.S. Study of the Composition, Corrosion, and Catalytic Proper-ties of Co–W Alloys Electrodeposited from a Citrate Pyro-phosphate Electrolyte. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2014. V. 50(4). P. 330–336. DOI: 10.3103/S1068375514040139.

Tsyntsaru N., Dikusar A., Cesiulis H., Celis J.-P., Bobanova Zh., Sidelnikova S., Belevskii S., Yapontseva Yu., Bersirova O., Kublanovskii V. Tribological and corrosive characteristics of electrochemical coatings based on cobalt and iron superalloys. Powder Metall. Met. Ceram. 2009. V. 48. P. 419. DOI: 10.1007/s11106-009-9150-7.

Benkovsky I., Tsyntsaru N., Silkin S., Cesiulis H., Dikusar A. Synthesis, Wear and Corrosion of Novel Elec-trospark and Electrospark–Electrochemical Hybrid Coatings Based on Carbon Steels. Lubricants. 2023. V. 11(5). P. 205. DOI: 10.3390/lubricants11050205.

Bodaghi J.H. Corrosion Behavior of Electrodeposited Cobalt-Tungsten Alloy Coatings in NaCl Aqueous Solution. Int. J. Electrochem. Sci. 2012. V. 7. P. 2584–2595. DOI: 10.1016/S1452-3981(23)13904-6.

Vernickaite E., Tsyntsaru N., Cesiulis H. Electrodeposition and corrosion behaviour of nanostructured cobalt–tungsten alloys coatings, Transact. IMF. 2016. V. 94(6). P. 313–321. DOI: 10.1080/00202967.2016.1220071.

Han-Tao Wang, Jee-Ray Wang, Ming-Der Ger, Kung-Hsu Hou. Effect of Colloidal Stability of Diamond Nanoparticles on the Ni-W/Diamond Electro-co-deposition Compo-site Coatings and Evaluation of Corrosion Resistance. Int.. J. Electrochem. Sci. 2016. V. 11(3). P. 2419-2432. DOI: 10.1016/S1452-3981(23)16114-1.

Yan Zhai, Xiaobo Guo, Yongzheng He, Zhiqiang Li. Corrosion resistance and mechanical properties of electrode-posited Co-W/ZrO2 composite coatings. Int. J. Electrochem. Sci. 2023. V. 18(3). P. 100015. DOI: 10.1016/j.ijoes.2023.01.015.

Ruiz A., Hernández H., Hernández J., Orozco-Cruz R., Ruiz-Reynoso A., González C., Miranda-Hernández J. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS): A Review Study of Basic Aspects of the Corrosion Mechanism Ap-plied to Steels. Electrochem. Impedance Spectrosc. 2020. 94470.

Lazanas A.C., Prodromidis M.I. Electrochemical Impedance Spectroscopy─A Tutorial. ACS Meas. Sci. Au. 2023. 3. P. 162-193, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00070.

Опубликован
2024-11-06
Как цитировать
Silkin, S. A., Kusmanov, S. A., Perkov, A. S., & Parfenyuk, V. I. (2024). ИЗУЧЕНИЕ КОРРОЗИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ Co-W ПОКРЫТИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 67(11), 69-78. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246711.7033
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)