ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CẤP VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI

KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG HẠT NANO Al2O3 TRONG DUNG DỊCH XỬ LÝ LỚP PHỦ COMPOSITE Al2O340%TiO2 I. Thông tin chung về đề tài 1. Tên đề tài Tên Tiếng Việt: “Khảo sát hàm lượng hạt nano Al2O3 trong dung dịch xử lý lớp phủ composite Al2O340%TiO2”. Tên Tiếng Anh: “The study of Al2O3 nanoparticles content in solutiontreated Al2O340%TiO2 composite coating”. Keywords: plasma spraying, aluminum phosphate, Al2O3TiO2, Al2O3 nanoparticles

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI

-THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ

CẤP VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI (DÀNH CHO CÁN BỘ KHOA HỌC TRẺ)

TÊN ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG HẠT NANO Al2O3 TRONG DUNG DỊCH XỬ LÝ LỚP PHỦ COMPOSITE Al2O3-40%TiO2

Chủ nhiệm đề tài: ThS Phạm Thị Hà Các cán bộ tham gia: ThS Phạm Thị Lý

KS Nguyễn Văn Tuấn

Hà Nội, 02/2017

THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CẤP VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI

(DÀNH CHO CÁN BỘ KHOA HỌC TRẺ)

I Thông tin chung về đề tài

1 Tên đề tài

Tên Tiếng Việt: “Khảo sát hàm lượng hạt nano Al2O3 trong dung dịch xử lý lớp phủ composite Al2O3-40%TiO2”

Tên Tiếng Anh: “The study of Al 2 O 3 nanoparticles content in solution-treated Al 2 O 3 -40%TiO 2 composite coating”.

Keywords: plasma spraying, aluminum phosphate, Al2O3-TiO2, Al2O3 nanoparticles.

2 Thời gian thực hiện: 02/2017- 12/2017

3 Kinh phí: 40.000.000 đồng

4 Chủ nhiệm đề tài:

Ths Phạm Thị Hà

Chuyên ngành được đào tạo: Hóa lý thuyết và hóa lý

Chuyên ngành hiện đang làm việc: Hóa lý thuyết và hóa lý

II Nội dung KHCN của đề tài

1 Mục tiêu của đề tài:

Lựa chọn ra hàm lượng hạt nano Al2O3 thêm vào dung dịch phốt phát nhôm nhằm tạo được hệ lớp phủ composite Al2O3-40%TiO2 có độ bền mài mòn khô và độ bền ăn mòn trong môi trường NaCl 3,5% cao nhất trên cơ sở các mẫu được lựa chọn để khảo sát

2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước:

Thép cacbon là loại vật liệu được sử dụng nhiều trong công nghiệp Tuy nhiên, thép cacbon dễ bị ăn mòn và mài mòn khi làm việc trong môi trường khắc nghiệt [1] Một trong những phương pháp được ứng dụng rộng rãi hiện nay để bảo vệ thép khỏi các tác nhân gây ăn mòn và mài mòn là sử dụng các lớp phun phủ nhiệt Loại lớp phủ được sử dụng thường xuyên trong môi trường làm việc khắc nghiệt là các lớp phủ gốm oxit [2] Trong tất cả các vật liệu gốm, nhôm oxit (Al2O3) được ứng dụng nhiều trong chế tạo các lớp phủ do chúng có độ cứng cao, tính bền hóa học, chống ăn mòn và mài mòn tốt [1] Các lớp phủ Al2O3 chế tạo bằng công nghệ phun phủ plasma có khả năng hoạt động dưới các điều kiện khắc nghiệt như tải trọng cao, tốc độ cao, nhiệt độ cao, môi trường

mài mòn và môi trường biển Đặc tính của lớp phủ Al2O3 có thể được nâng cao khi gia cường thêm TiO2 vào trong lớp phủ [3-4] Những năm gần đây, khả năng bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn của lớp phủ Al2O3-TiO2 đang được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu

Celik và các cộng sự [5] đã kết luận khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp phủ Al2O3

và Al2O3-TiO2 cao hơn so với lớp phủ Cr3C2-NiCr, NiAl và NiCrAl Kết quả của các nghiên cứu [6-9] cho thấy sự có mặt của TiO2 trong lớp phủ plasma Al2O3 đã nâng cao khả năng chống ăn mòn cho lớp phủ

Trong nghiên cứu [10], lớp phủ plasma Al2O3-TiO2 đã được chế tạo trên nền hợp kim

Al 6061 với lớp phủ lót Ni(Al) và hàm lượng TiO2 thay đổi là 0; 3 và 13% Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng với sự tăng hàm lượng TiO2 trong bột nguyên liệu, khả năng chống ăn mòn của lớp phủ trong dung dịch NaCl 3,5% đã được nâng cao Điều này được giải thích là do điểm nóng chảy của TiO2 thấp hơn so với Al2O3, do đó trong quá trình phun, TiO2 dễ dàng phân tán vào nền Al2O3 và giúp làm kín các lỗ xốp, giảm ứng suất và các vết nứt

Các tác giả trong nghiên cứu [11] đã nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ cấp bột và tốc

độ dòng khí H2 đến khả năng chống xâm thực của lớp phủ Al2O3–TiO2 Thử nghiệm xâm thực được tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM G32 Bề mặt và cấu trúc mặt cắt ngang của lớp phủ trước và sau thử nghiệm xâm thực được quan sát bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét Kết quả cho thấy khả năng chống xâm thực phụ thuộc vào cấu trúc tế vi của lớp phủ Lớp phủ được chế tạo ở điều kiện tốc độ khí H2 là 16 lít/phút và tốc độ cấp bột là

20 g/phút có khả năng chống xâm thực cao nhất

Tác giả F Vargas và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu quá trình thẩm thấu dung dịch muối NaCl 3,5% vào trong lớp phun phủ plasma Al2O3-TiO2 bằng phương pháp phổ tổng trở điện hóa (EIS) [12] Hai loại bột Al2O3-13%TiO2 với kích thước hạt 5-25 µm và 15-40 µm đã được sử dụng phun trên nền Al 2000 Các tác giả đã chỉ ra rằng, trong những giờ đầu ngâm mẫu, dung dịch muối đã ngấm vào trong lớp phủ Tuy nhiên, sau

340 giờ ngâm, quá trình thẩm thấu của dung dịch muối đã dừng lại Điện trở phân cực (Rp) của mẫu lớp phủ cao hơn sao với điện trở phân cực của mẫu nền, điều này cho thấy, các lớp phủ có khả năng sử dụng để phục hồi và bảo vệ bề mặt nhôm khi tiếp xúc với môi trường biển hoặc các dung dịch nước muối khác Khả năng bảo vệ của lớp phủ chế tạo từ

bột Al2O3-13%TiO2 với kích thước hạt 5-25 µm cao hơn so với lớp phủ chế tạo từ bột có kích thước hạt 15-40 µm, do độ xốp và tỷ lệ các vết nứt của nó thấp hơn

Nhóm tác giả N.H.N Yusoff [13] đã nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước bột nguyên liệu phun và lớp phủ lót đến hành vi ăn mòn của lớp phủ plasma Al2O3-13%TiO2 trong nước biển Kết quá nghiên cứu cho thấy lớp phủ chế tạo từ bột có kích thước nano có độ xốp nhỏ hơn và khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với lớp phủ được chế tạo từ bột kích thước micromet Lớp lót kim loại Ni-Al đã góp phần làm giảm độ xốp và các vết nứt trong lớp phủ

Kỹ thuật phun phủ plasma đã được sử dụng rất rộng rãi vì có nhiều ưu điểm, tuy nhiên các lớp phun phủ plasma vẫn luôn tồn tại các lỗ xốp làm cho bề mặt nền dễ bị tấn công bởi các tác nhân gây ăn mòn Do vậy, để nâng cao khả năng chống ăn mòn, lớp phủ sau khi chế tạo cần được xử lý để làm giảm độ xốp Xử lý các lớp phun phủ nhiệt có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp như ép nóng đẳng nhiệt lớp phủ, phương pháp bốc hơi hóa học ở nhiệt độ cao (CVD), thấm hơi hóa học (CVI), các phương pháp khác có khả năng điền đầy các lỗ xốp Trong số đó, cách xử lý đơn giản và hiệu quả là sử dụng phương pháp thẩm thấu với các chất vô cơ hoặc hữu cơ Sử dụng chất thẩm thấu hữu cơ có thể điền đầy được gần như hoàn toàn các lỗ xốp, do đó cải thiện được khả năng chống ăn mòn của lớp phun phủ nhiệt Tuy nhiên, đối với những kim loại làm việc trong môi trường vừa chịu ăn mòn và mài mòn thì các chất thẩm thấu vô cơ được lựa chọn hàng đầu Một số chất thẩm thấu vô cơ đã và đang sử dụng hiện nay là natri orthosilicat, natri molipdat, phốt phát nhôm

Phốt phát nhôm thường được ứng dụng rất phổ biến làm chất kết dính trong lĩnh vực các chất chịu nhiệt thông qua việc tạo ra các hợp chất dạng tinh thể hay vô định hình phụ thuộc vào thành phần dung dịch, thời gian phản ứng và chế độ xử lý nhiệt Đối với lớp phủ thì phốt phát nhôm có thể liên kết bằng các phản ứng hóa học với lớp phủ hoặc thẩm thấu và hấp phụ trên các lỗ xốp, các mao quản của lớp phủ

Trên thế giới, phốt phát nhôm đã được ứng dụng rất nhiều cho các lớp phủ gốm chịu nhiệt, lớp phủ HVOF và các lớp phủ plasma từ oxit Al2O3, Cr2O3 [14-16] Các kết quả đều cho thấy phốt phát nhôm có khả năng làm giảm độ xốp và nâng cao khả năng bảo vệ chống ăn mòn, mài mòn cho lớp phủ nhiệt

Theo nghiên cứu [16], ảnh hưởng của các chất thẩm thấu (phốt phát nhôm, methacrylat, phenol, epoxy, furan, vinyl este…) đối với lớp phủ Al2O3 chế tạo bằng công

nghệ phun phủ plasma đã được nghiên cứu Các kết quả cho thấy, điện thế ăn mòn của lớp phủ Al2O3 được thẩm thấu với phốt phát nhôm so với lớp phủ Al2O3 không được không được thẩm thấu với phốt phát nhôm thay đổi rất đáng kể (từ -500 mV tăng lên -200 mV) Ngoài ra, khả năng chịu mài mòn của lớp phủ có thẩm thấu với phốt phát nhôm cao hơn rất nhiều so với lớp phủ có thẩm thấu các chất khác Cụ thể, khả năng chịu mài mòn của lớp phủ Al2O3 được thẩm thấu với phốt phát nhôm cao hơn 2 lần so với lớp phủ Al2O3 được thẩm thấu với epoxy và cao hơn gần 10 lần so với lớp phủ Al2O3 được thẩm thấu với methacrylat

Nhằm nâng cao đặc tính chống ăn mòn, các mẫu lớp phủ plasma Cr2O3-Al2O3 được thẩm thấu với phốt phát nhôm cùng với lượng nhỏ các hạt Al2O3 kích thước nano, sau đó mẫu được xử lý ở nhiệt độ cao [17] Việc thêm hạt nano Al2O3 vào dung dịch phốt phát nhôm đã góp phần làm giảm độ xốp của lớp phủ đến gần 90% Các phương pháp đo đường cong phân cực, đo tổng trở điện hóa và thử nghiệm phun mù muối được sử dụng

để đánh giá đặc tính chống ăn mòn của lớp phủ Các kết quả nghiên cứu cho thấy, phốt phát nhôm đã cải thiện đặc tính chống ăn mòn của lớp phủ cả trước và sau khi xử lý nhiệt Lớp phủ composite Cr2O3-Al2O3 sau khi được thẩm thấu với phốt phát nhôm có chứa các hạt Al2O3 kích thước nano có khả năng sử dụng được trong môi trường ăn mòn khắc nghiệt

Tại Việt Nam, tác giả Nguyễn Văn Tuấn cùng các cộng sự đã có nhiều nghiên cứu về

hệ lớp phun phủ nhiệt NiCr20 được thẩm thấu với phốt phát nhôm [18-24] Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, phốt phát nhôm đã góp phần làm giảm độ xốp và nâng cao khả năng bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn của lớp phủ

Kết quả nghiên cứu của đề tài cơ sở cấp Viện Kỹ thuật nhiệt đới dành cho cán bộ khoa học trẻ năm 2016 của nhóm nghiên cứu chúng tôi cho thấy lớp phủ plasma Al2O3-40%TiO2 được thẩm thấu với phốt phát nhôm chứa 5% hạt nano Al2O3 có độ bền mài mòn cao hơn và tỷ lệ lỗ xốp thấp hơn so với lớp phủ được thẩm thấu phốt phát nhôm không chứa hạt nano Al2O3 Sự có mặt của hạt nano Al2O3 đã nâng cao khả năng thẩm thấu của dung dịch phốt phát nhôm vào bên trong lớp phủ

Với mong muốn tiếp tục hoàn thiện hướng nghiên cứu về hệ lớp phủ Al2O3-40%TiO2, trong nghiên cứu này, chúng tôi sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng hạt nano Al2O3 đến khả năng bảo vệ chống ăn mòn trong dung dịch NaCl 3,5% và chống mài mòn của hệ lớp phủ Al2O3-40%TiO2 thẩm thấu với phốt phát nhôm có chứa hạt nano Al2O3

Tài liệu tham khảo:

1 S Sathish, M Geetha, Comparative study on corrosion behavior of plasma sprayed

Al 2 O 3 , ZrO 2 , Al 2 O 3 /ZrO 2 and ZrO 2 /Al 2 O 3 coatings, Trans Nonferrous Met Soc China,

Vol 26, pp 1336−1344 (2016)

2 N Hegazy, M Shoeib, Sh Abdel-Samea, H.Abdel-Kader, Effect of Plasma Sprayed Alumina Coating on Corrosion Resistance, 13th International Conference on AEROSPACE SCIENCES & AVIATION TECHNOLOGY (2009)

3 S Islak, S Buytoz, E Ersoz, N Orhan, J Stokes, M Saleem Hashmi, I Somunkiran,

N Tosun, Effect on microstructure of TiO 2 rate in Al 2 O 3 -TiO 2 composite coating produced using plasma spray method, Optoelectronics and Advanced Materials –

Rapid communications, Vol 6, pp 844 – 849 (2012)

4 M.J Ghazali, S.M Forghani, N Hassanuddin, A Muchtar, A.R Daud, Comparative wear study of plasma sprayed TiO 2 and Al 2 O 3 –TiO 2 on mild steels, Tribology International 93, 681–686 (2016).

5 Titan W, Wang Y, Zhang T, Yang Y, Sliding wear and electrochemical corrosion behavior of plasma sprayed nanocomposite Al 2 O 3 -13%TiO 2 coatings, Materials

Chemistry and Physics, Vol 118(1), pp 37−45 (2009)

6 Toma F L, Stahr C C, Berger L M, Saaro S, Herrmann M, Deska D, Michael G,

Corrosion resistance of APS- and HVOF-sprayed coatings in the Al 2 O 3 -TiO 2

system, Journal of Thermal Spray Technology, Vol 19(1−2), pp 137−147 (2010).

7 J Zhang, J He, Y Dong, X Li, D Yan, Microstructure and properties of Al 2 O 3 -13% TiO 2 coatings sprayed using nanostructured powders, Rare Metals, Vol 26, pp 391–

397 (2007)

8 R Yilmaz, A.O Kurt, A Demir, Z Tatll, Effects of TiO 2 on the mechanical properties

of the Al 2 O 3 -TiO 2 plasma sprayed coating, Journal of the European Ceramic Society

Vol 27, pp 1319–1323 (2007)

9 M Wang, L.S Leon, Effects of the powder manufacturing method on microstructure and wear performance of plasma sprayed alumina-titania coatings, Surface and

Coatings Technology, Vol 202, pp 34–44 (2007)

10 S JIA, Y.Zou, J Xu, J Wang, L Yu, Effect of TiO 2 content on properties of Al 2 O 3

thermal barrier coatings by plasma spraying, Transactions of Nonferrous Metals

Society of China, Vol 25, pp 175–183 (2015)

11 K Jafarzadeh, Z Valefi, B Ghavidel, The effect of plasma spray parameters on the cavitation erosion of Al 2 O 3 –TiO 2 coatings, Surface and Coatings Technology, Vol.

205, pp 1850–1855 (2010)

12 F Vargas, H Ageorges, P Fauchais, M.E López, J.A Calderon, Permeation of saline solution in Al 2 O 3 -13wt.% TiO 2 coatings elaborated by atmospheric plasma spraying,

Surface and Coatings Technology, Vol 220, pp 85–89 (2013)

13 N.H.N Yusoff, M.J Ghazali, M.C Isa, A.R Daud, A Muchtar, Effects of powder size and metallic bonding layer on corrosion behaviour of plasma-sprayed Al 2 O 3 -13% TiO 2

coated mild steel in fresh tropical seawater, Ceramics International, Vol 39, pp 2527–

2533 (2013)

14 Y Wang, S.L Jiang, Y.G Zheng, W Ke W.H Sun, J.Q Wang, Effect of porosity sealing treatments on the corrosion resistance of high-velocity oxy-fuel (HVOF)-sprayed Fe-based amorphous metallic coatings, Surf Coat Technol, Vol 206, pp.

1307-1318 (2011)

15 E.M Leivo, M.S Vippola, P.P.A Sorsa, P.M Vuoristo and T.A Mantyla, Wear andcorrosion properties of plasma sprayed Al 2 O 3 and Cr 2 O 3 coatings sealed by aluminum phosphates, Journal of Thermal Spray Technology, Vol 6(2), pp 205-210

(1997)

16 J Knuuttila, P Sorsa and T Mäntylä, Sealing of thermal spray coatings by impregnation, ASM International - JTTEE5 8, pp 249-257 (1999).

17 Fang Shao, Kai Yang, Huayu Zhao, Chenguang Liu, Liang Wang, Shunyan Tao,

Effects of inorganic sealant and brief heat treatments on corrosion behavior of plasma sprayed Cr 2 O 3 –Al 2 O 3 composite ceramic coatings, Surface and Coatings Technology,

Vol 276, pp 8–15 (2015)

18 Nguyễn Văn Tuấn, Lê Thu Quý, Nguyễn Thu Hoài, Nghiên cứu chế tạo chất bịt phốt phát nhôm, Tạp chí hóa học, T49 (2ABC), tr 796-800 (2011)

19 Nguyen Van Tuan, Le Thu Quy, Study on the application of aluminum phosphate sealantfor thermal spray nickel chromium coating, Proceedings of the 5th Asian thermal spray conference ATSC2012, Ibaraki, Japan (2012)

20 Nguyen Van Tuan, Le Thu Quy, Influence of molar ratio of P/Al to the application of aluminium phosphate sealant for NiCr20 alloy coating, Vietnam journal of chemistry,

Vol 50 (6B), pp 204-209 (2012)

21 Nguyễn Văn Tuấn, Lê Thu Quý, Đỗ Thị Thục, Đào Bích Thủy, Lý Quốc Cường, Phạm

Thị Lý, Nghiên cứu khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp phủ hợp kim NiCr kết hợp với chất bịt phốt phát nhôm trong môi trường axit, Tạp chí Hóa học, T 51( 2AB), tr.

265-270 (2013)

22 Nguyễn Văn Tuấn, Lê Thu Quý, Nghiên cứu các đặc trưng cấu trúc, thành phần pha

và khả năng bảo vệ chống ăn mòn của hệ lớp phủ hợp kim NiCr20 kết hợp với phốt phát nhôm, Tạp chí Hóa học, T 51, 3AB, tr 383-387 (2013)

23 Nguyễn Văn Tuấn, Lê Thu Quý, Phạm Thị Hà, Phạm Thị Lý, Đỗ Thị Thục, Đào Bích

Thủy, Lý Quốc Cường, Ảnh hưởng của chất bịt phốt phát nhôm đến khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp phun phủ hợp kim NiCr20 trong môi trường axit sulfuric, Tạp

chí Hóa học, T.52 (6B), tr 132-135 (2014)

24 Nguyễn Văn Tuấn, Lê Thu Quý, Phạm Thị Hà, Phạm Thị Lý, Đinh Thị Mai Thanh,

Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ sau khi xử lí bịt phốt phát nhôm tới khả năng bảo vệ chống

ăn mòn trong môi trường axit sulfuric đối với lớp phun phủ hợp kim NiCr20, Tạp chí

Khoa học và Công nghệ, T.53 (1A), tr 36-43 (2015)

3 Cách tiếp cận (nêu rõ xuất xứ của đề tài):

- Từ tài liệu đã công bố

- Từ mục tiêu chế tạo được các lớp phủ có khả năng làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt

- Từ nhu cầu thực tế của phòng Dữ liệu, thử nghiệm nhiệt đới và môi trường muốn

mở rộng nghiên cứu và ứng dụng về các lớp phủ nhiệt tại Việt Nam đặc biệt là các ngành công nghiệp hóa chất, khai khoáng, nhiệt điện và điện hạt nhân

- Từ các kết quả nghiên cứu của đề tài cơ sở cấp Viện Kỹ thuật nhiệt đới dành cho cán bộ khoa học trẻ năm 2016: lớp phủ plasma Al2O3-40%TiO2 được thẩm thấu bằng dung dịch phốt phát nhôm chứa 5% hạt nano Al2O3 có độ bền mài mòn cao hơn và tỷ lệ lỗ xốp thấp hơn so với lớp phủ được thẩm thấu phốt phát nhôm không chứa hạt nano Al2O3 Tuy nhiên, ảnh hưởng của hàm lượng hạt nano Al2O3 đến tính chất ăn mòn và mài mòn của hệ lớp phủ này vẫn chưa được nghiên cứu

4 Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng:

Phương pháp

Chế tạo hệ lớp phủ

composite

Al2O3-40%TiO2

Thiết bị phun plasma 3710PRAXAIRTAFA (Mỹ) -Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Hàn và Xử lý bề mặt - Viện Nghiên cứu Cơ khí

Lớp phủ composite Al2O3-40%TiO2 với chiều dày khoảng

300 μm trên nền thép CT3 được chế tạo bằng phương pháp phun phủ plasma

Điều chế phốt phát

nhôm có chứa hạt

nano Al2O3

Bếp gia nhiệt kết hợp với khuấy từ, cốc thủy tinh chịu nhiệt, cân phân tích Libror

Dung dịch phốt phát nhôm có tỉ lệ mol P/Al= 3,0 với 20% nước được bổ sung thêm hạt nanon

AEG-220G - Viện Kỹ thuật nhiệt đới

Al2O3 với hàm lượng thay đổi là 0; 3; 5; 7 và 10% theo khối lượng

Xử lý nhiệt đối với

các lớp phủ

Lò nung NABERTHERM (Đức) - Viện Kỹ thuật nhiệt đới

Các lớp phủ sau khi chuẩn bị xong được xử lý nhiệt tại nhiệt độ

400oC

Quét đường cong

phân cực catôt và

anôt xác định thế

ăn mòn Ecor và

dòng ăn mòn Icor

Thiết bị đo điện hóa AUTOLAB PGSTAT30 (Hà Lan) - Viện Khoa học Vật liệu

Thế ăn mòn Ecor và dòng ăn mòn Icor của các lớp phủ trong dung dịch NaCl 3,5% được xác định bằng phương pháp ngoại suy Tafel

Xác định điện trở

phân cực Rp theo

tiêu chuẩn ASTM

G59

Điện trở phân cực Rp của các lớp phủ trong dung dịch NaCl 3,5% được xác định sau các thời điểm ngâm mẫu khác nhau

Phổ tổng trở điện

hóa EIS

Phổ tổng trở điện hóa của các lớp phủ trong dung dịch NaCl 3,5% được xác định sau các thời điểm ngâm mẫu khác nhau

Chụp ảnh SEM cấu

trúc mặt cắt ngang

của các lớp phủ

Kính hiển vi điện tử quét SM-6510LV (Nhật Bản) tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới

Chụp ảnh SEM xác định hình thái cấu trúc mặt cắt ngang của các lớp phủ sau thử nghiệm quét đường cong phân cực

Phân tích XRD

trên bề mặt lớp phủ

Thiết bị phân tích nhiễu xạ Rơnghen SIEMENS D5005 -Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Phân tích XRD xác định thành phần pha trên bề mặt lớp phủ sau thử nghiệm quét đường cong phân cực

Nghiên cứu khả

năng chịu mài mòn

của lớp phủ

Thiết bị thử mài mòn UMT-3MT (CETR-Mỹ) - Học viện

Kỹ thuật quân sự

Khả năng chịu mài mòn của các lớp phủ được đánh giá theo tiêu chuẩn ASTM G99

5 Nội dung nghiên cứu:

- Khảo sát sự biến thiên theo thời gian của các thông số Ecor, Icor, Rp và phổ tổng trở điện hóa của các lớp phủ 40%TiO2 trong dung dịch NaCl 3,5% Các lớp phủ Al2O3-40%TiO2 được nghiên cứu bao gồm: lớp phủ Al2O3-40%TiO2; lớp phủ Al2O3-40%TiO2 được thẩm thấu với phốt phát nhôm không chứa hạt nano Al2O3; lớp phủ Al2O3-40%TiO2 được thẩm thấu với phốt phát nhôm chứa hạt nano Al2O3 với hàm lượng thay đổi là 3; 5;

7 và 10% theo khối lượng

- Nghiên cứu thành phần pha trên bề mặt các lớp phủ sau khi ngâm trong dung dịch NaCl 3,5%

- Nghiên cứu hình thái cấu trúc mặt cắt ngang của các lớp phủ sau khi ngâm trong dung dịch NaCl 3,5%

- Nghiên cứu độ bền mài mòn của các lớp phủ

6 Hợp tác quốc tế (nếu có): Không

7 Tiến độ thực hiện đề tài:

02/2017 - 03/2017 Tìm hiểu các tài liệu liên quan và chuẩn bị hóa chất.

04/2017-09/2017 Khảo sát sự biến thiên theo thời gian của các thông số Ecor,

Icor, Rp, và phổ tổng trở điện hóa của các lớp phủ Al2O3-40%TiO2 trong dung dịch NaCl 3,5%

10/2017 Nghiên cứu hình thái cấu trúc mặt cắt ngang và thành phần

pha trên bề mặt các lớp phủ sau khi ngâm trong dung dịch NaCl 3,5%

11/2017 Nghiên cứu độ bền mài mòn của các lớp phủ.

12/2017 Xử lý số liệu và viết báo cáo tổng kết đề tài.

III Kết quả đề tài

1 Dạng kết quả dự kiến

- Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng hạt nano Al2O3 đến khả năng bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường NaCl 3,5% và chống mài mòn của hệ lớp phủ composite Al2O3-40%TiO2 thẩm thấu với phốt phát nhôm có chứa hạt nano Al2O3

- Gửi đăng 01 bài báo trên tạp chí khoa học chuyên ngành trong nước

2 Yêu cầu kĩ thuật, chỉ tiêu chất lượng