امکان‌سنجی رشد درجای نانوورقه‌های هیدروکسید دوگانه لایه‌ای نیکل-آلومینیوم (NiAl-LDH) روی زیرلایه AA2024 در حضور عامل کمپلکس‌ساز
محورهای موضوعی :
1 - هیئت علمی دانشگاه صنعتی سهند
کلید واژه: هیدروکسید دوگانه لایه‌ای, کمپلکس‌ساز, آمونیا, آلومینیوم,
چکیده مقاله :
رشد درجای نانوورقه‌های هیدروکسید دوگانه لایه‌ای (LDH) برای آب‌بندی حفرات لایه آندایز باید در اتوکلاو انجام شود که روشی غیرصنعتی به شمار می‌آید. هدف از انجام این مطالعه، رشد درجای نانوورقه‌های NiAl-LDH برای آب‌بندی حفرات لایه آندایز آلیاژ AA2024 بدون نیاز به روش‌های غیرصنعتی است. برای تسهیل تشکیل درجای این پوشش بدون نیاز به اتوکلاو، از نمک نیترات آمونیوم و محلول آمونیا به عنوان عامل کی‌لیت و تنظیم کننده pH در محلول واکنش استفاده شد و رفتار تشکیل این پوشش با محلول حاوی نیترات سدیم و سدیم هیدروکسید مقایسه گردید. برای اطلاع از گونه‌های محلول موجود در هر یک از محلول‌های واکنش مورد بررسی، محاسبات ترمودینامیکی با استفاده از نرم‌افزار Hydra-Medusa صورت گرفت. در ادامه پوشش‌های ایجاد شده در هر یک از محلول‌ها، تحت بررسی ترکیب فازی با آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، مشاهده مورفولوژی و ترکیب شیمیایی با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و طیف‌سنجی پخش انرژی اشعه ایکس (EDS) و مطالعه پیوندهای تشکیل شده با طیف‌سنجی رامان قرار گرفتند. در نهایت، مکانیزم تشکیل این پوشش به کمک عامل کی‌لیت ساز آمونیا بطور کامل مورد بحث قرار گرفت. این مطالعه نشان داد که آمونیا و نمک نیترات آمونیوم با ایجاد کمپلکس‌های نیکل متعدد محلول باعث رشد درجای نانوورقه‌های NiAl-LDH با ضخامت حدود nm 20 و تراکم بالا تحت شرایط غیر اتوکلاوی می‌شود. این نانوورقه‌های LDH هم در داخل حفرات میکرونی لایه اکسید آندی تشکیل می‌شوند و هم سطح آن‌ها را بطور کامل پوشش می‌دهند که می‌تواند منجر به بهبود عملکرد زیرلایه در محیط‌های خورنده شود.
[1] Z. Huda, N.I. Taib, T. Zaharinie, Materials Chemistry and Physics, 113, 2009, 515.
[2] L. Lacroix, C. Blanc, N. Pébère, G.E. Thompson, B. Tribollet, V. Vivier, Corrosion Science, 64, 2012, 213.
[3] Z. Li, G. Li, P. Visser, A. Homborg, Y. Gonzalez-Garcia, A. Mol, Electrochimica Acta, 469, 2023, 143270.
[4] C.M. Liao, R.P. Wei, Electrochimica Acta, 45, 1999, 881.
[5] Y. Liew, C. Ornek, J. Pan, D. Thierry, S. Wijesinghe, D.J. Blackwood, Electrochimica Acta, 392, 2021, 139005.
[6] Y. Liu, P. Skeldon, G.E. Thompson, H. Habazaki, K. Shimizu, Corrosion Science, 47, 2005, 341.
[7] Y. Liu, P. Skeldon, G.E. Thompson, H. Habazaki, K. Shimizu, Corrosion Science, 46, 2004, 297.
[8] F. Zhang, P. Ju, M. Pan, D. Zhang, Y. Huang, G. Li, X. Li, Corrosion Science, 144, 2018, 74.
[9] B. Vaghefinazari, E. Wierzbicka, P. Visser, R. Posner, R. Arrabal, E. Matykina, M. Mohedano, Materials, 15, 2022, 8676.
[10] F. Peltier, D. Thierry, Coatings, 12, 2022, 518.
[11] B. Kuznetsov, M. Serdechnova, J. Tedim, M. Starykevich, S. Kallip, RSC Advances, 6, 2016, 13942.
[12] M. Anjum, J. Zhao, M. Tabish, H. Murtaza, V. Zahedi Asl, Materials Today Communications, 26, 2021, 101923.
[13] R.C. Rohit, A.D. Jagadale, S.K. Shinde, D.Y. Kim, Materials Today Communications, 27, 2021, 102275.
[14] I. Mohammadi, T. Shahrabi, M. Mahdavian, M. Izadi, Journal of Alloys and Compdounds, 909, 2022, 164755.
[15] G. Liu, X. Lu, X. Zhang, T. Zhang, F. Wang, Surface and Coatings Technology, 441, 2022, 128528.
[16] R. del Olmo, M. Mohedano, E. Matykina, R. Arrabal, Corrosion Science, 198, 2022, 110144.
[17] M. Tabish, J. Zhao, J. Wang, M.J. Anjum, Y. Qiang, Progress in Organic Coatings, 165, 2022, 106765.
[18] W. Yao, J. Qin, Y. Chen, L. Wu, B. Jiang, F. Pan, Materials Design, 227, 2023, 111721.
[19] X. Wang, H. Zhao, L. Chang, Z. Yu, Z. Xiao, S. Tang, C. Huang, J. Fan, S. Yang, ACS omega, 7, 2022, 39169.
[20] T. Shulha, M. Serdechnova, M.H. Iuzviuk, I.A. Zobkalo, Journal of Magnesium and Alloys, 10, 2022, 1268.
[21] T.N. Shulha, M. Serdechnova, S.V. Lamaka, D.C.F. Wieland, Scientific Reports, 8, 2018, 16409.
[22] Q. Chen, X. Lu, M. Serdechnova, T. Wu, D.C.F. Wieland, V. Kasneryk, T. Shulha, H. Liu, C. Blawert, M.L. Zheludkevich F. Wang, Journal of Magnesium and Alloys, 1, 2024, 115.
[23] T. Shulha, M. Shikun, M. Serdechnova, T. Naacke, V. Kasneryk, V. Heitmann, P. Karlova, A. Davydok, S.A. Karpushenkov, C. Blawert, M.L. Zheludkevich, Applied Surface Science, 670, 2024, 160707.
[24] M.A. Khan, A.R. Safira, M. Kaseem, Journal of Materials Chemistry A, 12, 2024, 3411.
[25] E. Petrova, M. Serdechnova, T. Shulha, S.V. Lamaka, D.C. Wieland, Scientific Reports, 10, 2020, 8645.
[26] Z. Dou, Y. Zhang, T. Shulha, R. Cui, H. Tian, T. Yan, Surface and Coatings Technology, 439, 2022, 128414.
[27] J. Stephan, V. Kasneryk, M. Serdechnova, N. Scharnagl, E. Gazenbiller, B. Vaghefinazari, P. Volovitch, Appied Surface Science, 659, 2024, 159919.
[28] J. Liu, H. Shi, M. Yu, R. Du, G. Rong, S. Li, Surface and Coatings Technology, 373, 2019, 56.
[29] Y. Ku, R. W. Peters, Environmental Progress, 5, 1986, 147.
[30] X. Meng, K.N. Han, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 16, 1996, 23.
[31] D. Mata, M. Serdechnova, M. Mohedano, C.L. Mendis, S.V. Lamaka, J. Tedim, T. Hack, S. Nixon, M.L. Zheludkevich, RSC Advances, 7, 2017, 35357.
[32] P. Farshbaf, N.P. Ahmadi, S. Yazdani, Materials Today Communications, 39, 2024, 108795.
[33] S.L. Wang, C.H. Lin, Y.Y. Yan, M.K. Wang, Applied Clay Science, 72, 2013, 191.
[34] Y.X. Zhu, G.L. Song, D.J. Zheng, M. Serdechnova, C. Blawert, M.L. Zheludkevich, Science China Materials, 65, 2022, 1842.
[35] A. Kosari, F. Tichelaar, P. Visser, P. Taheri, H. Zandbergen, npj Materials Degradation, 5, 2021, 40.
[36] X. Wang, L. Chang, H. Zhao, Z. Yu, Y. Xia, C. Huang, ACS Omega, 8, 2023, 3286.
[37] Y. Luo, Y. Wu, D. Wu, C. Huang, ACS Applied Materials & Interfaces, 12, 2020, 42850.
[38] J.T. Kloprogge, L. Hickey, R.L. Frost, Journal of Raman Spectroscopy, 35, 2004, 967.
[39] A.C. Bouali, M. Serdechnova, K.A. Yasakau, A. Lutz, G. Wiese, H. Terryn, M.G. Ferreira, M.L. Zheludkevich, Journal of The Electrochemical Society, 169, 2022, 81501.
[40] R.L. Frost, K.H. Bakon, S.J. Palmer, Journal of Raman Spectroscopy, 41, 2010, 78.
[41] D.M. Bezerra, J.E.F.S. Rodrigues, E.M. Assaf, Materials Characterization, 125, 2017, 29.
[42] A.C. Bouali, M.H. Iuzviuk, M. Serdechnova, K.A. Yasakau, D. Drozdenko, A. Lutz, K. Fekete, Journal of Physical Chemistry C, 125, 2021, 11687.
[43] Y. Wang, Y. Zhang, B. Zhou, C. Li, F. Gao, X. Wang, D. Liang, Y. Wei, Materials Design, 180, 2019, 107952.
[44] J. Chen, Y. Song, D. Shan, E.H. Han, Corrosion Science, 53, 2011, 3281.
[45] T. Holzner, G. Luckeneder, B. Straub, M. Valtiner, ACS Applied Materials & Interfaces, 14, 2022, 6109.