Vol. 50 (2014), Issue 4, p. 56-64

Corrosion Performance of Rosemary-Extract-Doped TEOS:TMSM Sol-Gel Coatings on 304L Stainless Steel

Nasr-Esfahani M., Pourriahi M., Ashrafi A., Motalebi A.

Abstract

УДК 620.197.323.669.14

 

Pure and rosemary-extract-doped hybrid nanostructure coatings have been generated using sols synthesized via acid catalyzed hydrolysis and condensation of methacryloxypropyltrimethoxysilane (TMSM) and tetraethoxysilane (TEOS) at the molar ratio of 1:1, in combination with rosemary extract. Coatings have been deposited on stainless steel (SS) 304L substrates by spin coating followed by curing at room temperature for 24 h in air and characterized. The morphology, composition and adhesion of hybrid sol-gel coatings have been examined by SEM, EDX and pull-off test, respectively. Addition of high additive concentrations (0.1%) did not disorganize the sol-gel network. Direct pull-off test recorded a mean coating-substrate bonding strength larger than 23.21 MPa for the hybrid sol-gel coating. Corrosion testing of coatings on SS 304L was studied by potentiodynamic polarization measurements and electrochemical impedance spectroscopy after 1 h and 21 days exposure to the physiological saline solution. The corrosion resistances of hybrid rosemary-extract-doped coatings after 1 h and 21 days exposure to the physiological saline solution were higher than that of pure hybrid silica coatings, both of which had thicknesses ranging lower than 100 nm. Also the electrochemical behaviors of doped coating were studied by potentiodynamic polarizations tests in 3.5% NaCl media and the results were shown that this system is applicable in industry.

 

Keywords: corrosion, stainless steel 304L, green inhibitor, rosemary extract, sol-gel coating.

 

 

Чистые и легированные экстрактом розмарина гибридные наноразмерные пленки были изготовлены с применением золя, синтезированного гидролизом и тетраэтоксисилана в молярном соотношении 1:1, с добавлением экстракта розмарина. Пленки осаждались на подложку из нержавеющей стали марки 304L методом центрифугирования и выдерживались при комнатной температуре в течение 24 часов, с последующим определением характеристик коррозии. Структура, состав и прочность сцепления (адгезии) гибридных пленок, полученных методом золь-гель, с поверхностью сплава анализировались с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), рентгеноструктурного анализа на основе метода энергетической дисперсии (EDX) и проверки на прочность покрытий, соответственно. Добавление высококонцентрированной примеси (0,1%) не нарушило состояние процесса золь-гель. При анализе характеристик коррозии покрытий на подложке из нержавеющей стали марки 304L использовались потенциодинамические поляризационные измерения и электрохимическая импедансная спектроскопия через 1 час и через 21 день после воздействия физиологического (солевого) раствора. Сопротивление коррозии гибридных пленок, легированных экстрактом розмарина, через 1 час и через 21 день после воздействия физиологического (солевого) раствора было выше, чем у чистых и гибридных покрытий из двуокиси кремния; в обоих случаях толщина покрытия была меньше 100 нанометров. Кроме того, электрохимические свойства легированных покрытий анализировались с помощью потенциодинамических поляризационных измерений в 3,5% NaCl среде. Полученные результаты свидетельствуют, что иссле-дованная система может найти промышленное применение.

 

Ключевые слова: коррозия; нержавеющая сталь марки 304L; ингибитор коррозии на основе расти-тельного сырья; экстракт розмарина; пленки, полученные методом золь-гель. 

 

 

Download full-text PDF. 991 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.