مروری بر پوشش های بر پایه سل-ژل مورد استفاده جهت حفاظت زیرآیندهای فلزی در برابر خوردگی (2)
دانلود اصل مقاله از اینجا
1-1- اثر ترکیبات آلی
عدم وجود نیروی جاذبه ی کافی بین ترکیب های آلی و معدنی می تواند موجب کاهش خواص ضد خوردگی پوشش گردد. ترکیباتی همچون اپوکسی، وینیل، متاکریلیک و... که چگالی پیوند زنی بالایی دارد می توانند خواص ضد خوردگی بهتری را برای پوشش ایجاد نمایند. اختلاط عوامل پیوند زا[1] (آمین های آلفاتیک اولیه) در پوشش می تواند باعث کاهش زمان پخت و همچنین افزایش سختی و چسبندگی پوشش بر روی زیر لایه و در نتیجه بهبود خواص ضد خوردگی پوشش شوند. آمینو سیلان ها می توانند با پوشش های هیبریدی اپوکسی واکنش داده، خواص پوشش را به شکل چشمگیری بهبود بخشند]11,21[.
در مقایسه ای اثرات ضد خوردگی ترکیبات آلی مختلف آورده شده است. این ترکیبات عبارتند از: vinyltrimethoxysilane (VMS)، ]([3-(methacryloxy)propyl]trimethoxysilane (MPMS) و [3-glycidoxyproyl)trimethoxysilane]) (GPMS)
جدول 4: پارامترهای الکتروشیمیایی بدست آمده از منحنی های پلاریزاسیون پتانسیومتری ]30[
|
Rp (kΩ) |
Icorr (nA) |
E(I=0) (mV) |
نمونه |
|
8.22 |
5755 |
1016- |
بدون پوشش |
|
197.9 |
16.18 |
578.2- |
VMS |
|
- |
18.29 |
631.4- |
MPMS |
|
10.06 |
426.2 |
702.0- |
GPMS |
مطابق جدول 4جریان خوردگی نمونه ای که با GPMS پوشش داده شده است حدود 10 مرتبه کمتر از نمونه ی بدون پوشش است. اما نمونه های پوشش داده شده با VMS و MPMS نتایج بهتری از خود نشان داده اند و حدود 300 مرتبه جریان خوردگی در آن ها نسبت به نمونه ی بدون پوشش کمتر است. این تفاوت در خواص ضد خوردگی ترکیبات آلی پوشش ها بدان دلیل است که برخی گروه های اپوکسی در GPMS ممکن است در حین فرایند هیدرولیز باز شود ]30[.
1-2- تاثیر نسبت ترکیبات آلی و معدنی بر خواص پوشش سل-ژل
افزایش مقدار ترکیبات آلی با ایجاد پوشش ضخیم تر می تواند سد کنندگی بهتری در مقابل عوامل خورنده از خود نشان دهند. با این حال افزایش مقدار این ترکیبات می تواند باعث کاهش چسبندگی پوشش - فلز (که با وجود سل های معدنی بهبود می یاید) شود. بنابراین می بایست مقدار بهینه ای از غلظت ترکیبات آلی و معدنی با یکدیگر اشتفاده شوند.
به عنوان نمونه Liu و همکارانش با بررسی خواص ضد خوردگی پوشش سل - ژل حاوی TEOS و VMS[2] به بررسی نسبت بهینه ی ترکیبات آلی و معدنی پوشش پرداختند. نتایج حاصل از این پژوهش در جدول 5 آمده است.
جدول 5: پارامترهای الکتروشیمیایی بدست آمده از منحنی های پلاریزاسیون پتانسیومتری ]30[
|
Icorr (×10-3μA) |
E(I=0) (mV) |
نمونه |
|
5755 |
1016- |
بدون پوشش |
|
16.18 |
578.2- |
VMS + 0% TEOS |
|
9.455 |
571.3- |
VMS + 5% TEOS |
|
5.883 |
622.2- |
VMS + 10% TEOS |
|
4.590 |
789.7- |
VMS + 15% TEOS |
|
3.784 |
769.3- |
VMS + 20% TEOS |
|
4.899 |
802.2- |
VMS + 25% TEOS |
|
6.633 |
767.6- |
VMS + 30% TEOS |
همانگونه که از نتایج مندرج در این جدول مشهود است، جریان خوردگی در نسبت 20 درصد TEOS کمترین مقدار بوده و خواص ضد خوردگی پوشش در این نسبت در بیشترین حد خود قرار دارد]30[.
1-3- تاثیر ضخامت پوشش سل-ژل بر خواص آن
ضخامت پوشش هیبریدی می تواند نفوذ آب، اکسیژن و یون های کلریدی به فصل مشترک پوشش – فلز را محدود نماید. یکی از مزایای سیستم های سل – ژل اصلاح شده با مواد آلی، امکان تولید پوشش هایی ضخیم و بدون ترک است. افزایش مقدار پلیمر یا ترکیبات آلی باعث ایجاد پوشش هایی ضخیم تر می شود. روش پوشش دهی نیز می تواند بر ضخامت پوشش تاثیر گذار باشد. به عنوان مثال روش رسوب گذاری الکتریکی می تواند پوشش هایی ضخیم و بدون ترک نسبت به روش های غوطه وری یا چرخشی تولید نماید. روش رسوب گذاری الکتریکی همچنین این امکان را می دهد که پوشش های ضخیم توسط سل های رقیق تشکیل شود که این باعث افزایش پایداری سل و سهولت فرآیند می گردد ]31[.
Neto و همکارانش ]32[ در پژوهشی به بررسی اثر ضخامت بر خواص ضد خوردگی پوشش سل-ژل پرداختند. آنان با تولید پوشش ZrO2 به روش سل-ژل بر روی فولاد ساده کربنی و انجام آزمایش پلاریزاسیون نتایجی حاصل نمودند که در شکل 10نشان داده شده است.
شکل 10: منحنی های پلاریزاسیون بدست آمده در محلول NaCl 100 gr/dm3 در دمای اتاق (الف) فولاد ساده کربنی بدون پوشش (ب) پوشش داده شده با ZrO2 (μm 0.5) (پ) پوشش داده شده با ZrO2 (μm 0.7) ]32[
همانگونه که از نمودارها مشهود است اعمال پوشش توانسته است به شکل چشمگیری دانسیته جریان خوردگی را کاهش و بنابراین مقاومت به خوردگی را افزایش دهد. همچنین ضخامت بهینه ی پوشش 0.5 μm می باشد و افزایش ضخامت باعث افزایش میزان ترک های موجود در پوشش شده و خواص ضد خوردگی آن را کاهش می دهد]32[.
1-4- تاثیر دمای پخت بر خواص پوشش سل-ژل
پوشش های حاصل از سل - ژل های معدنی نیازمند دماهای بالا ( حدود 600 درجه سانتی گراد) جهت دستیابی به ویژگی های مناسب می باشند. بکارگیری گروه های آلی در پوشش های هیبریدی می تواند دما را به شکل چشم گیری (حتی تا دمای اتاق) کاهش دهد. گروه های آلی مختلف اثرات متفاوتی بر دمای پخت پوشش هیبریدی دارند. گروه هایی شامل آمینو، اپوکسی، وینیل و آلیل عواملی هستند که معمولا در پوشش های هیبریدی به عنوان ترکیب آلی در فرآیند سل - ژل مورد استفاده قرار می گیرند. همه ی این موارد می تواند نتایج مناسبی برای آزمون چسبندگی تر در دمای 80 درجه سانتی گراد از خود نشان دهند اما فقط برخی از آنها توانسته اند در آزمون چسبندگی تر وقتی در دمای اتاق پخت شده اند نتایج مطلوبی حاصل نمایند ]11,21,33[ . به طور کلی می توان گفت کاهش دمای پخت می تواند پوشش های فشرده تر با خواص سد کنندگی بالاتری را ایجاد نماید. Zheludkevich و همکارانش]7[ به بررسی رابطه ی دمای پخت پوشش سل-ژل پایه سیلیکا با مقاومت پلاریزاسیون این پوشش ها پرداختند (شکل 11).
شکل 11: تغییرات مقاومت پلاریزاسیون با زمان غوطه وری برای پوشش های سیلیکایی پخت شده در دماهای مختلف ]7[
مطابق شکل 12 افزایش دمای پخت باعث افزایش ترک های ناشی از تنش های ایجاد شده در دمای بالا و در نتیجه کاهش خواص ضد خوردگی پوشش می گردد ]7[. همچنین جهت بهبود تراکم پوشش های سل ژل می توان از تابش UV استفاده نمود. فیلم های سل-ژل قرار داده شده تحت تابش UV در دمای اتاق، تا حدود 2.5 برابر نسبت به فیلم ها خشک شده به روش مرسوم در دمای 300 درجه سانتی گراد، مقاومت در برابر خوردگی را افزایش داده است ]34-37[.
1-5- تاثیر ذرات رنگدانه بر خواص پوشش سل-ژل
وقتی که پوشش های هیبریدی خشک می شوند جاذبه شیمیایی قوی مابین ذرات سل و ترکیبات آلی پدید می آید. هنگامی که غلظت رنگدانه ها از غلظت بحرانی آنها ([3]CPVC) بیشتر می شود، روزنه ها و شکاف های موجود در فیلم پوشش افزایش یافته و در نتیجه خواص سدکنندگی فیزیکی پوشش کاهش می یابد. نانوذرات همراه با عوامل اپوکسی به صورت گسترده ای جهت حفاظت از خوردگی استفاده می شوند که در این حالت عوامل پیوند زنی مستقیما به محلول و قبل از پوشش دهی افزوده می گردند. در مرحله ی خشک شدن عامل پیوند زنی با گروه های اپوکسی نانوذرات پیوندهای شیمیایی تشکیل داده که این باعث ایجاد پوشش های بدون ترک و بهبود خواص ضد خوردگی پوشش بر روی زیر آیند فلزی می گردد.
اندازه رنگدانه های مرسوم می تواند بر مقاومت به خوردگی پوشش های هیبریدی اثر گذار باشد. رنگدانه هایی با اندازه بیش از 500 نانومتر نیازمند افزودنی های پایدار کننده می باشند که ممکن است واکنش پذیری و ظرفیت ژل شدن سل را تغییر دهد. اضافه نمودن نانوذرات به سل های هیبریدی به دلیل افزایش ضخامت و کاهش ترک خوردگی در کامپوزیت ها و همچنین افزایش خواص مکانیکی پوشش، منجر به بهبود خواص سدکنندگی پوشش در برابر عوامل خورنده می شود ]2,11,21[ .
1-6- اثر pH محلول پیش ماده بر خواص پوشش سل-ژل
اسیدیته ی محلول پیش ماده می تواند بر خواص ضد خوردگی پوشش اثرگذار باشد. Kunst و همکارانش در پژوهشی نشان دادند که کاهش pH محلول پیش ماده می تواند باعث بهبود خواص ضد خوردگی پوشش سل-ژل شود. این بهبود خواص بدلیل افزایش نرخ هیدرولیز سیلان و کاهش نرخ تراکم سیلانول و در نتیجه افزایش ضخامت لایه و بهبود سدکنندگی پوشش ایجاد شده است ]38[.
1-7- تاثیر روش اعمال پوشش بر خواص ضد خوردگی
پوشش های سل ژل به روش های مختلفی می توانند بر روی سطح فلزات اعمال شوند که از جمله آنها می توان به روش هایی چون غوطه وری ، پوشش دهی چرخشی، پاشش و رسوب دهی الکتریکی اشاره نمود ]8[. روش رسوب دهی الکتریکی پوشش هایی بی نقص تر و همگن تری نسبت به روش های غوطه وری و یا چرخشی تولید می نمایند که این باعث بهبود خواص ضد خوردگی پوشش می گردد ]11[. به عنوان نمونه Castro و همکارانش پوشش های بدون ترک سیلیکایی با ضخامت بیش از 12 میکرون پس از خشک شدن در دمای اتاق و همچنین فیلم 12 میکرونی بدون ترک و شیشه ای شکل پس از حرارت در دمای 500 درجه سانتی گراد را با دو روش غوطه وری و همچنین رسوب دهی الکتریکی، مورد آزمایش امپدانس قرار دادند. شکل 12 نمودار باد[4] حاصل از این آزمایش ها را نشان می دهد.
شکل 12: نمودار باد نمونه های آلومنیومی ] (●) فلز بدون پوشش،(▼) فنیل تری متوکسی سیلان پوشش داده شده با روش رسوب دهی الکتریکی و (♦) فنیل تری متوکسی سیلان پوشش داده شده به روش غوطه وری ]7[
آزمون ارزیابی خوردگی این پوشش ها نشان می دهد که کاهش ترک های پوشش پس از خشک شدن و همچنین بهبود خواص سد کنندگی پوشش در حالتی که از روش رسوب دهی الکتریکی استفاده می شود باعث افزایش امپدانس و در نتیجه بهبود خواص ضد خوردگی پوشش شده است]7[.
1-8- پوشش های سل-ژل تلقیح شده با بازدارنده ها
وجود تخلخل های ریز در پوشش های سل - ژل هیبریدی می تواند محملی برای وقوع خوردگی زیرآیند شود، به همین جهت در کنار ترکیبات آلی، افزودنی های دیگری مانند بازدارنده ها نیز می توانند جهت افزایش مقاومت به خوردگی زیر آیند به سیستم سل – ژل اضافه گردد ]39-41[. بازدارنده های خوردگی می توانند در حین فرآیند سنتز یا در مرحله ی تشکیل فیلم و پیوند زنی به سامانه افزوده شوند. بسیاری از بازدارنده های معدنی نظیر فسفات ها، وانادات ها، عناصر کمیاب خاکی و... می توانند به عنوان بازدارنده در پوشش های سل - ژل مورد استفاده قرار گیرند. فسفات ها، وانادات ها، بورات ها، ترکیبات سریوم و مولیبدیوم موادی هستند که به عنوان بازدارنده ی خوردگی مورد استفاده قرار می گیرند. نمک های سریوم موثرترین و زیست سازگارترین بازدارنده های خوردگی می باشند. نتایج مطالعات نشان می دهد که تلقیح شدن سریوم در پوشش های سل-ژل می تواند جایگزین پیش عملیات کروماته برای زیرآیندهای آلومنیومی و فولادهای گالوانیزه باشد ]42-45[.
Lakshmi و همکارانش ]46[ به بررسی اثر بازدارندگی یون سه ظرفیتی سریوم بر روی زیر آیند آلومنیومی پرداختند. در شکل 13 منحنی های نایکوئیست پوشش حاوی 6000 ppm نیترات سریوم در زمان های متفاوت غوطه وری نشان داده شده است.
شکل 13: منحنی های نایکوئیست ppm6000 سریوم نیترات تلقیح شده در پوشش های سل-ژل در زمان های مختلف غوطه وری در محلول NaCl 3.5 درصد ]46[
وارد نمودن سریوم نیترات در پوشش با گذشت زمان اثر بازدارندگی خود را نشان داده و مقاومت به خوردگی پوشش را افزایش می دهد. این می تواند به خاطر نقش بازدارندگی کاتدیک یون های Ce3+ باشد. هنگامی که در اثر انجام واکنش های خوردگی فلز اکسیژن کاهش می یابد، یون های هیدروکسیل تولید شده و افزایش موضعی pH باعث می شود که Ce(OH)3 در مناطق کاتدی رسوب کرده واکنش های کاتدی کاهش یافته و در نتیجه نرخ واکنش های خوردگی کاهش یابد]46[. واکنش های انجام شده ((1) تا (3)) در حضور این بازدارنده به صورت زیر است:
( 1 O2+2H2O+4e-→4OH-
( 2Ce3++3OH-→Ce(OH)3
(32Ce(OH)3→ Ce2O3.3H2O↓
به منظور کاهش اثرات منفی بازدارنده بر پایداری شبکه ی هیبریدی، یون های سریوم می توانند به شکل نانوذرات اکسیدی مورد استفاده قرار گیرند (شکل 14). در این صورت ذرات می توانند مانند مخازنی جهت ذخیره بازدارنده عمل نموده و هنگامی که پوشش سل-ژل آسیب می بیند، یون های سریوم را به آرامی در محل آسیب آزاد نماید]7[.
شکل 14: چگونگی فرآیند خود ترمیمی در محل آسیب دیدگی زیرآیند و تخلیه ی آرام بازدارنده تلقیح شده در پوشش سل-ژل]7[
بازدارنده های آلی نیز می توانند به منظور افزایش مقاومت به خوردگی پوشش، به آن افزوده شوند ]47,48[. به عنوان مثال می توان به اثر بازدارندگی فنیل فسفونیک اسید در شبکه ی هیبریدی سل-ژل حاوی گروه های فنیلی اشاره نمود. Khramov و همکارانش ]48[ به بررسی خواص حفاظتی پوشش سل ژل SNAP[5] تلقیح شده با مرکاپتوبنزیمیدازول[6] و همچنین پوشش بدون بازدارنده پرداختند. در شکل 15 نقشه ی پراکندگی چگالی جریان اندازه گیری شده برای این دو پوشش بر روی زیرایند AA2024 نشان داده شده است.
شکل 15: نقشه پراکندگی چگالی جریان پوشش اعمالی بر روی AA2024 با (الف) فیلم SNAP و (ب) فیلم SNAP تلقیح شده با مرکاپتوبنزیمیدازول]48[
پس از 3 ساعت از غوطه وری شدت جریان در حالت فیلم SNAP حاوی بازدارنده حدود 25 مرتبه از پوشش بدون بازدارنده کمتر است که این نشان دهنده ی اثر بازدارندگی مولکول های مرکاپتوبنزیمیدازول در برابر خوردگی است]48[.
کاربرد دیگر پوشش سل-ژل، ایجاد زمینه ای مناسب جهت اعمال پوشش آلی بر روی سطح فلزات جهت جلوگیری از خوردگی آنها می باشد. ]49-53[ پوشش سل –ژل باعث افزایش چسبندگی پوشش آلی بر روی سطح زیرآیند شده و بدین ترتیب خواص ضد خوردگی سامانه را افزایش می دهد. در شکل 16 رفتار خوردگی نمونه پوشش داده شده بوسیله ی پوشش اپوکسی و همچنین نمونه پوشش داده شده با سیلان و اپوکسی در محلول 3.5 درصد NaOH نشان داده شده است ]54[.
شکل 16: پوشش بر روی زمینه ی آلومنیوم AA2024-T3 در روز اول ، 30 و 45 روز غوطه وری در محلول 3.5 درصد NaCl (الف) اپوکسی (ب) سیلان همراه با اپوکسی ]54[
همانگونه که از شکل 16 قابل مشاهده است، نمونه ای که بر روی آن تنها پوشش اپوکسی اعمال شده است، پوشش در اطراف خراش پس از سی روز به طور کامل از بین رفته و پس از 40 روز تاول زدگی و برآمدن پوشش به نقاط دورتر از خراش نیز انتقال یافته است، ولی در حالتی که از پوشش سیلان به همراه اپوکسی استفاده شدسرعت از بین رفتن و جدا شدن پوشش به شکل چشمگیری کاهش پیدا کرده است. این کاهش سرعت خوردگی به دلیل خاصیت سد کنندگی پوشش سیلانی و همچنین افزایش چسبندگی پوشش آلی بر روی سطح فلز در حضور پوشش سیلانی بوده است ]54[. در شکل 17 نمودار آزمون Pull-off برای نمونه های پوشش داده شده با پوشش اپوکسی و همچنین پوشش سیلان همراه با اپوکسی نشان داده شده است.
شکل 17: نمودارهای آزمون Pull-off مربوط به (الف) پوشش اپوکسی و (ب) پوشش سیلان به همراه اپوکسی، اعمال شده بر روی زمینه ی آلومنیوم AA2024-T3 غوطه ور شده در محلول 3.5 درصد NaOH در زمان های مختلف ]54[
شکل 17 نشان دهنده ی آن است که با گذشت زمان، کاهش استحکام پیوستگی در نمونه ای که از پوشش دوگانه ی سیلان و اپوکسی استفاده شده است نسبت به نمونه ی پوشش داده شده با اپوکسی، به شکل قابل توجهی کمتر است. این آزمون بهبود چسبندگی پوشش آلی در حضور لایه ی سیلانی را تایید می نماید.
2- محدودیت های استفاده از پوشش های هیبریدی آلی-معدنی جهت حفاظت از خوردگی فلزات
در کنار فواید متعدد پوشش های حاصل از روش سل-ژل، این پوشش ها محدودیت هایی نیز دارد که ورقه شدن، ترک خوردن و محدودیت در ضخامت و چسبندگی را می توان بر شمرد. همچنین جهت اطمینان از دستیابی به خواص ضد خوردگی این پوشش ها، انجام عملیات حرارتی لازم می باشد.
هندسه ی ترک می تواند تاثیر به سزایی بر کاهش خواص ضد خوردگی پوشش های سل-ژل بگذارد. یافته های پژوهشگران نشان می دهد که شکل ترک های به وجود آمده در این پوشش ها، به ضخامت پوشش و همچنین پارامتر های رسوبگذاری وابسته است]55[ . وقتی که زیرآیند به علت اعمال نیروی خارجی به صورت موضعی تغییر شکل پلاستیک می یابد و یا به خاطر خم شدن زیرآیند تغییر شکل پلاستیک کششی پیدا می کند، ترک ها و ورقه ای شدن در طول ضخامت پوشش گسترش پیدا می نماید. این ترک ها به روش اعمال پوشش نیز بستگی دارد و روش رسوبگذاری الکتروشیمیایی از این لحاظ نسبت به روش های دیگر ارجحیت دارد ]21[.
به طور کلی مهمترین محدودیت این پوشش ها در این است که با وجود پیشرفت های بسیار هنوز تا دستیابی به خواص ضد خوردگی پوشش های تبدیلی کروماته و فسفاته فاصله ی زیادی دارد.
3- آینده و چالش های تحقیقاتی مواد هیبریدی آلی معدنی برای حفاظت از خوردگی
به نظر یافتن پیش ماده هایی که علاوه بر فواید پیش ماده های کنونی نظیر خواص مکانیکی و چسبندگی، بتواند سازگارتر با محیط زیست و کاربردی تر باشد، یکی از زمینه های مناسب تحقیقاتی در این زمینه می باشد ]56-59[. همچنین علی رغم انتشار نتایج تحقیقات مختلف در این زمینه، هنوز تحقیقات جامعی پیرامون استفاده از این روش برای استفاده از آنها جهت جلوگیری از خوردگی سطوح آسیب دیده انجام نشده است. موضوع دیگری که می تواند چالش بر انگیز باشد پاسخ به این سوال است که "پوشش های هیبریدی مورد استفاده جهت جلوگیری از خوردگی سطوح فلزات تا چه زمانی می توانند خواص سدکنندگی خود را حفظ کنند؟" به این ترتیب انجام پذیر شدن آزمایشات طولانی مدت در آینده ی نزدیک حیاتی به نظر می رسد.
پیشرفت هایی که در آینده برای پوشش های هیبریدی قابل تصور است دستیابی به ویژگی هایی نظیر کاهش هزینه ها، کاهش آلودگی، فرایند تولید آسان تر، افزایش اثر مقاومت در برابر خوردگی و حذف مواد خطرناک تولیدی در حین اعمال یا حذف این پوشش ها است. از طرف دیگر افزودن خواص خود ترمیمی[7] به این پوشش ها که توسط افزودن مقادیر زیادی از مواد به خصوص به فرآیند سنتز می باشد، می تواند بیش از پیش مورد توجه پژوهشگران قرار گیرد. این مورد بر پایه ی پوشش های چند لایه که در آن بازدارنده ها و عوامل خود ترمیمی در یکی از لایه ها به شکل ایزوله (که تماسی با فضای بیرونی و همچنین سطح فلز نداشته باشد) قرار دارد. مهم آن است که روش مورد استفاده جهت اعمال این پوشش، چسبندگی مناسب و همچنین همسان بودن ضریب انبساط حرارتی بین لایه های مختلف را تضمین نماید]21[.
4- نتیجه گیری:
در این مطالعه به بررسی مطالعات انجام گرفته بر روی استفاده از روش سل – ژل جهت بهبود خواص ضد خوردگی پوشش ها پرداخته شد. پوشش های سل- ژل به روش هایی چون غوطه وری عمیق، پوشش دهی چرخشی ، پاشش و رسوب دهی الکتریکی بر روی زیر لایه های فلزی اعمال می شود که روش رسوب دهی الکتریکی پوشش های بی نقص تر و همگن تری نسبت به روش های غوطه وری و یا چرخشی تولید می نمایند. پوشش های ضد خوردگی که توسط روش سل ژل بر روی زمینه ی فولادی اعمال می شوند را می توان در سه گروه تقسیم بندی نمود که عبارتند از پوشش های اکسید فلزی ، پوشش های هیبریدی آلی معدنی و همچنین پوشش های سل ژل تلقیح شده با بازدارنده ها.
مطالعات نشان داده است ترکیباتی چون SiO2، ZrO2، Al2O3، TiO2، CeO2 و... دارای پایداری شیمیایی مناسب بوده می توانند موجب بهبود اثر حفاظتی پوشش بر روی سطح فلز زیرآیند گردند. به طور کلی عواملی چون نوع ترکیبات آلی، نسبت ترکیبات آلی و معدنی، ضخامت پوشش، دمای پخت، ذرات رنگدانه و اسیدیته ی محلول پیش ماده می توانند بر خواص ضد خوردگی پوشش اثر گذار باشند.
در برخی از پژوهش ها فسفات ها، وانادات ها، بورات ها، ترکیبات سریوم و مولیبدیوم به عنوان بازدارنده ی خوردگی جهت تلقیح شدن در پوشش های سل-ژل مورد استفاده قرار گرفته اند و خواص بازدارندگی این پوشش ها را به صورت چشمگیری افزایش داده اند.
ورقه شدن، ترک خوردن و محدودیت در ضخامت و چسبندگی از مهمترین مشکلات پوشش های حاصل از روش سل-ژل می باشد.یافتن پیش ماده های کاربردی تر و زیست سازگارتر، پیشرفت در روش هایی جهت محافظت از خوردگی سطوح تخریب شده، یافتن روش هایی برای قابل رقابت شدن پوشش های سل- ژل با پوشش های کروماته در حفاظت از خوردگی زیرآیندها و... مواردی است که می تواند به عنوان چشم انداز توسعه ی این روش مورد توجه قرار گیرد.
مراجع:
1. P.A. Sørensen, S. Kiil ,K. Dam-Johansen, "Anticorrosive coatings: a review", J. Coat. Technol. Res. 6, 135-176, 2009.
2. D. Wang, G. P. Bierwagen, " Sol–gel coatings on metals for corrosion protection", Progress in Organic Coatings 64, 327–338, 2009.
3. P. Rodič, J. Iskra, I. Milošev, " Study of a sol–gel process in the preparation of hybrid coatings for corrosion protection using FTIR and H NMR methods", Journal of Non-Crystalline Solids 396–397, pp. 25–35, 2014.
4. C. A. Hernández-Barrios, N. Z. Duarte, L. M. Hernández, D. Y. Peña, A. E. Coy, F. Viejo, " Synthesis of hybrid sol-gel coatings for corrosion protection of we54-ae magnesium alloy", Journal of Physics: Conference Series 466, pp.1-3 , 2013.T.P. Chou, C. Chandrasekaran, G.Z. Cao, "Sol-Gel-Derived Hybrid Coatings for Corrosion Protection", Journal of Sol-Gel Science and Technology 26, pp. 321–327, 2003.
5. T.P. Chou, C. Chandrasekaran, G.Z. Cao, "Sol-Gel-Derived Hybrid Coatings for Corrosion Protection", Journal of Sol-Gel Science and Technology 26, pp. 321–327, 2003.
6. R.V. Lakshmi, G. Yoganandan, A.V.N. Mohan, B.J. Basu, "Effect of surface pre-treatment by silanization on corrosion protection of AA2024-T3 alloy by sol–gel nanocomposite coatings", Surface & Coatings Technology 240, pp. 353 –360, 2014.
7. M. L. Zheludkevich, I. M Salvado, M. G. S. Ferreira, "Sol–gel coatings for corrosion protection of metals", Journal of Materials Chemistry15, 5099–5111, 2005.
8. http://irannano.org/edu/index.php?actn=papers_view&id=82
9. نازنین فرهادیار، اعظم رحیمی، امیر ارشاد لنگرودی، "تهیه و شناسایی پوشش های نانوکامپوزیتی هیبریدی آلی-معدنی بر پایه تترامتوکسی سیلان و رزین اپوکسی به روش سل – ژل" ، مجله علوم و تکنولوژی پلیمر، سال هجدهم، شماره 1، 19-27، 1384.
10. http://irannano.org/edu/index.php?actn=papers_view&id=92
11. S. Zheng, J. Li, "Inorganic–organic sol gel hybrid coatings for corrosion protection of metals", J Sol-Gel Sci Technol 54, 174–187, 2010.
12. L. Li, P. Pi, X. Wen, J. Cheng, Z. Yang, "Optimization of sol–gel coatings on the surface of aluminum pigments for corrosion protection", Corrosion Science 50, pp. 795–803, 2008.
13. X Huai, S. Zhao, W. Li, " Corrosion resistance of Al2O3coating on a steel substrate", Journal of Ceramic Processing Research, 10, No. 5, 618-620, 2009.
14. A. Gungor, H. Demirtas, I. Atilgan, M. Yasar, ", synthesis and characterization of SiO2 films coated on stainless steel by sol-gel mrthod", International Iron & Steel Symposium, Karabük, Türkiye, 2012.
15. M. Shojaie Bahaabad, E. Taheri Nasaj, K. Falamaki, A. Zakeri, " Corrosion Properties of 70 Sio2-15Tio2-15Zro2 Ceramic Membrane", Journal of Advanced Materials and Processing 2, pp. 15-26, 2014.
16. H. Habazaki,T. Kimura,Y. Aoki, E. Tsuji, T. Yano, " Highly Enhanced Corrosion Resistance of Stainless Steel by Sol-Gel Layer-by-Layer Aluminosilicate Thin Coatings", Journal of The Electrochemical Society 161, pp. 57-61, 2014.
17. N. Norzita, M. Haziq , M. Zurina, " Development of Hybrid Nano-sol Gel Coatings for Corrosion Protection of Carbon Steel", International Journal of Chemical and Environmental Engineering 3, pp. 267-270, 2012.
18. I. Pavlovska, K. Malnieks, G. Mezinskis, L. Bidermanis, M. Karpe, "Hard TiO2–SiO2 sol–gel coatings for enamel against chemical corrosion", Surface and Coatings Technology 258, pp. 206–210, 2014.
19. M.Norouzi, A. A. Garekani, "Corrosion protection by zirconia-based thin films deposited by a sol–gel spin coating method", Ceramics international 40, 2857-2861, 2014.
20. J.B.R. Carvalho, R.S. Silva, I. Cesarino, S.A.S. Machado, K.I.B. Eguiluz, E. B. Cavalcanti, G. R. Salazar-Banda, " In fl uence of the annealing temperature and metal salt precursor on the structural characteristics and anti-corros ion barrier effect of CeO2 sol– gel protective coatings of carbon steel", Ceramics International 40, pp. 13437– 13446, 2014.
21. R. B. Figueira, C. J. R. Silva, E. V. Pereira, "Organic–inorganic hybrid sol–gel coatings for metal corrosion protection: a review of recent progress", J. Coat. Technol. Res. 10.1007/s11998-014-9595-6, 2014.
22. H. Abdollahi, A. Ershad-Langroudi, A. Salimi, A. Rahimi, " Anticorrosive Coatings Prepared Using Epoxy −Silica Hybrid Nanocomposite Materials ", Ind. Eng. Chem. Res. 53, pp. 10858 – 10869, 2014.
23. E. Bakhshandeh, A. Jannesari, Z. Ranjbar, S. Sobhani, M. R. Saeb, " Anti-corrosion hybrid coatings based on epoxy–silica nano-composites: Toward relationship between the morphology and EIS data", Progress in Organic Coatings 77, pp. 1169–1183, 2014.
24. ا.حیات مقدم، ع. جان نثاری، م. خراسانی، " سنتز، بررسی خواص و کاربرد رزین تترا الکیل ارتو سیلیکات (TEOS 40) در پوشش های ضد خوردگی"، نشریه علمی ترویجی مطالعات در دنیای رنگ 4 ، ص 57-65، 1393.
25. L. Li, P. Pi, X. Wen, J. Cheng, Z. Yang, "Optimization of sol–gel coatings on the surface of aluminum pigments for corrosion protection", Corrosion Science 50, pp. 795–803, 2008.
26. H. Wang, S. Huang, Y. Zuo, T. Zhou, L. Zhang, "Corrosion resistance of lamellar aluminium pigments coated by SiO2 by sol–gel method", Corrosion Science 53, pp. 161–167, 2011.
27. R. Supplit, U. Schubert, "Corrosion protection of aluminum pigments by sol–gel coatings", Corrosion Science 49, pp.3325–3332, 2007.
28. N. Asadi, R. Naderi, M. Saremi, S. Y. Arman, M. Fedel, F. Deflorian, "Study of corrosion protection of mild steel by eco-friendly silane sol–gel coating", J Sol-Gel Sci Technol70, pp. 329–338, 2014.
29. E. Alibakhshi, E. Ghasemi, M. Mahdavian, "The influence of surface modification of lithium zinc phosphate pigment on corrosion inhibition of mild steel and adhesion strength of epoxy coating", J Sol-Gel Sci Technol 72, pp.359–368, 2014.
30. Y. Liu, D. Sun, H. You, J.S. Chung, "Corrosion resistance properties of organic–inorganic hybrid coatings on 2024 aluminum alloy", Applied Surface Science 246, pp. 82–89, 2005.
31. S. Ono, H. Tsuge, Y. Nishi, S. Hirano, "Improvement of Corrosion Resistance of Metals by an Environmentally Friendly Silica Coating Method", Journal of Sol-Gel Science and Technology 29 (3), pp 147-153, 2004.
32. P. D. L. Neto, M. Atik, L. A. Avaca, M. A. Aegerter, " Sol-Gel ZrO2 Coatings for Chemical Protection of Stainless Steel", Journal of Sol-Gel Science and Technology 1, pp.177-184, 1994.
33. E. Salahinejad, M.J. Hadianfard, D. Vashaeed, L. Tayebi, "Influence of annealing temperature on the structural and anti-corrosion characteristics of sol–gel derived, spin-coated thin films", Ceramics International 40, Issue 2, pp. 2885–2890, 2014.
34. S. Karatas, C. Kızılkaya, N. Kayaman-Apohan, A. Gungor, " Preparation and characterization of sol–gel derived UV-curable organo-silica–titania hybrid coatings", Progress in Organic Coatings 60, pp. 140-147, 2007.
35. S.W. Kim, " Characterization of UV curable hybrid hard coating materials prepared by sol-gel method", Korean Journal of Chemical Engineering 28, pp. 298-303, 2011.
36. D. Basak, G. Amin, B. Mallik, G.K. Paul, S.K. Sen, " Photoconductive UV detectors on sol–gel-synthesized ZnO films", Journal of Crystal Growth 256, pp. 73-77, 2003.
37. P. Rodič, I. Milošev, " Corrosion Properties of UV Cured Hybrid Sol-Gel Coatings on AA7075-T6 Determined under Simulated Aircraft Conditions", J. Electrochem. Soc. 161, issue 9, pp. 412-420, 2014.
38. S. R. Kunst, G. A. Ludwig, M. R. Ortega-Vega, C. F. Malfatti, " The influence of adding corrosion inhibitor and pH on the electrochemical properties of hybrid films applied to galvanised steel", INGENIERÍA E INVESTIGACIÓN VOL. 33, pp. 17-21, 2013.
39. A.F. Galio, S.V. Lamaka, M.L. Zheludkevich, L.F.P. Dick, I.L. Müller, M.G.S. Ferreira, " Inhibitor-doped sol–gel coatings for corrosion protection of magnesium alloy AZ31", Surface and Coatings Technology 204, pp. 1479-1486, 2010.
40. K.A. Yasakau, S. Kallip, M.L. Zheludkevich, M.G.S. Ferreira, " Active corrosion protection of AA2024 by sol–gel coatings with cerium molybdate nanowires", Electrochimica Acta 112, pp. 236– 246, 2013.
41. J. Tedim, S. K. Poznyak, A. Kuznetsova, D. Raps, T. Hack, M. L. Zheludkevich , M. G. S. Ferreira, " Enhancement of Active Corrosion Protection via Combination of Inhibitor-Loaded Nanocontainers", ACS Appl. Mater. Interfaces 2 (5), pp. 1528–1535, 2010.
42. Min Zuo, Tingting Wu, Kegeng Xu, Shiquan Liu, Degang Zhao, Haoran Geng, " Sol–gel route to ceria coatings on AA2024-T3 aluminum alloy", J. Coat. Technol. Res. 10, pp. 9621-9628, 2014.
43. P. Balan, M.J. Shelton, D.O. Ching, G. C. Han,L. K.Palniandy, " Modified silane films for corrosion protection of mild steel", Procedia Materials Science 6, pp. 244 – 248, 2014.
44. H. Shi, F. Liu, E. Han, " Corrosion behaviour of sol–gel coatings doped with cerium salts on 2024-T3 aluminum alloy", Materials Chemistry and Physics 124, pp. 291-297, 2014.
45. C. Trenado, M. Wittmar, M. Veith, N. C. Rosero-Navarro, M. Aparicio, A. Durán, Y. Castro, D. J. Strauss, " Multiscale numerical modeling of Ce3+-inhibitor release from novel corrosion protection coatings", Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering 19, 457-463, 2011.
46. R.V. Lakshmi, G. Yoganandan, K.T. Kavya, Bharathibai, J. Basu, " Effective corrosion inhibition performance of Ce3+ doped sol–gel nanocomposite coating on aluminum alloy", Progress in Organic Coatings 76 , pp. 367– 374, 2013.
47. M. Quinet, B.Neveu, V. Moutarlier, P. Audebert, L. Ricq, " Corrosion protection of sol–gel coatings doped with an organic corrosion inhibitor: Chloranil", Progress in Organic Coatings 58, pp. 46–53, 2007.
48. A.N. Khramov, N.N. Voevodin, V.N. Balbyshev, R.A. Mant, "Sol–gel-derived corrosion-protective coatings with controllable release of incorporated organic corrosion inhibitors", Thin Solid Films 483, pp. 191–196, 2005.
49. M. Nasr Esfahani, M. Pourriahi, A. Ashrafi, A. Motalebi, " Corrosion Performance of Rosemary Extract Doped TEOS:TMSM Sol Gel Coatings on 304L Stainless Steel", Surface Engineeri ng and Applied Electrochemistry 50, pp. 337-345, 2014.
50. N. Karthik, M. G. Sethuraman, " Improved copper corrosion resistance of epoxy -functionalized hybrid sol–gel monolayers by thiosemicarbazide", Ionics 10, pp. 1274-1279, 2014.
51. K.A. Yasakau, M.L. Zheludkevicha, O.V. Karavai, M.G.S. Ferreir, " Influence of inhibitor addition on the corrosion protection performance of sol–gel coatings on AA2024", Progress in Organic Coatings 63, pp. 352-361, 2008.
52. A.N. Khramov, N.N. Voevodin , V.N. Balbyshev , M.S. Donley, "Hybrid organo-ceramic corrosion protection coatings with encapsulated organic corrosion inhibitors", Thin Solid Films 447–448, pp. 549–557, 2004.
53. A.K. Guin, M. Bhadu, M. Sinhababu, A. Mundhara, T.K. Rout, G. Udayabhanu, "Effective corrosion inhibition performance of La(NO3)3 doped sol-gel coating on galvanized steel sheet", Corrosion Methods and Materials 61 (6), 2014.
54. E. Armelin, "Investigation on Corrosion Protection applying organic–inorganic sol–gel coatings on AA2024-T3", Caroline Velasques Ugarteche, 2013.
55. B.Latellaa, C.Barbe´a, D.Cassidya, H.Lia, M.Ignatb,‘‘Mechanical Stability and Decohesion of Sol–Gel Hybrid Coatings on Metallic Substrates.’’ Rev. Mate´ r. , 10199–204, 2005.
56. X. Jing, J. Liu, Y. Fang, "Corrosion Protection of Tinplated Steel by Silica-Methacrylate Hybrid Coatings via Sol-Gel Process", Journal of Dispersion Science and Technology, pp.37-41, 2014.
57. J.G. Liu, L. Xu, Y.Q. Fang, "Hybrid organic–inorganic sol–gel coatings with interpenetrating network for corrosion protection of tinplate", J Sol-Gel Sci Technol 71, pp. 246–253, 2014.
58. D. Álvarez, A. Collazo, X.R. Nóvoa, C. Pérez, " Electrochemical behavior of organic/inorganic films applied on tinplate in different aggressive media", Progress in Organic Coatings 77, pp. 2066–2075, 2014.
59. A. A. Elhadad, V. Barranco, A. Jim, enez-M orales, G. J. Hickman, J. C. Galv, C. C. Perry, " Triethylphosphite as a network forming agent enhances in vitro biocompatibility and corrosion protection of hybrid organic–inorganic sol–gel coatings for Ti6Al4V alloys", Journal of Materials Chemistry B 2, pp.7955-7963, 2014.
