Бесхроматная пассивация оцинкованной стали в растворе на основе нитрата лантана

  • А. А. Абрашов Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», Москва, Россия
  • Н. С. Григорян Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»
  • Н. Д. Кондратьева Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», Москва, Россия
  • Е. А. Желудкова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», Москва, Россия
  • В. С. Мирошников Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», Москва, Россия
  • Д. В. Мазурова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», Москва, Россия
Ключевые слова: защита от коррозии, обработка поверхности, конверсионные покрытия, бесхроматная пассивация цинка, лантансодержащие покрытия

Аннотация

Настоящая работа посвящена разработке технологии осаждения лантансодержащих покрытий в качестве альтернативы традиционным процессам хроматирования, которые в настоящее время не рекомендуются к применению в связи с токсичностью ионов Cr(VI). Разработана процедура получения лантансодержащих покрытий на оцинкованной стали из водных растворов на основе нитрата лантана и пероксида водорода, и изучены их свойства. Установлено, что толщина полученных лантансодержащих покрытий составляет около 135 нм. Обсуждается механизм образования покрытий. Определены оптимальные условия получения покрытий. В результате проведенных исследований показано, что разработанные лантансодержащие пассивирующие покрытия на оцинкованной стали по коррозионной стойкости и защитной способности сопоставимы с хроматными покрытиями и в то же время превосходят их с точки зрения экологической безопасности.

Литература

Okulov, V.V. (2008). Zinc Plating. Procedure and Technology. Ed. by V.N. Kudryavtsev. M.: Globus (in Russ).

Gardner, A., & Sharf, D. (2002). Effective replacement of chromate solutions for passivation of galvanic coatings with zinc and its alloys. Galvanotekhnika i Obrabotka Poverkhnosti = Electroplating & Surface Treatment, 10(4), 39 - 45 (in Russ).

Botarri, P., & Preux, C. (2001). Passivations a base de chrome trivalent dans l'industrie automobile: Quelles performances? Galvano organo. Traitement de Surfase & Peintere, 717, 845.

Directive 2000/53/EC of the European Parliament and of the Council of 18 September 2000 on End-of Life Vehicles. (2000). Off. J. Eur. Communities: Legis., 43(L269), 34 - 43.

Bhatt, H.A. (2002). Replacement of Hexavalent Chromium in Automotive Industry for ELV Directive, Technical Paper, Sur/Fin, 6/2002, Chicago.

Directive 2011/65/EC (RoHS II) of the European Parliament and of the Council of 8 June 2011 on the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment.

Directive 2002/96/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE).

Regulation (EC) no. 1907/2006 of the European Parliament and of the Council of 18 December 2006 concerning the Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals (REACH), Establishing a European Chemicals Agency.

Technical Regulation of the Eurasian Economic Union TR EAWU 037/2016 on Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment. Adopted on October 18, 2016.

Zhou, W., Sheng, L., Xin, S., Wang, J., Kang, Y., & Wu, S. (2013). Effect of molybdate bath service life on corrosion resistance of conversion coating deposited on hot dip galvanized steel. Advanced Materials Research, 750-752, 2012 - 2016. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.750-752.2012

Liu, G.M., Yang, L., & Du, N. (2011). Study of molybdate-phytic acid passivation on galvanised steel. Corrosion Engineering, Science and Technology, 46(4), 542 - 546. https://doi.org/10.1179/147842209X12579401586528

Meshalkin, V.P., Abrashov, A.A., Vagramyan, T.A., Grigoryan, N.S., & Utochkina, D.S. (2018). Development of composition and investigation of properties of a new, environmentally friendly molybdenum-containing decorative protective conversion coating on zinс-plated surfaces. Doklady Chemistry, 480(2), 132 - 135. https://doi.org/10.1134/S0012500818060046

Milosev, I., & Frankel, G.S. (2018). Review − conversion coatings based on zirconium and/or titanium. Journal of the Electrochemical Society, 165(3), C127 - C144. https://doi.org/10.1149/2.0371803jes

Abrashov, A.A., Grigoryan, N.S., Volkova, A.E., YArovaya, O.V., & Vagramyan, T.A. (2016). Protective titanium oxide nanocoatings on zinc-plated steel. Galvanotekhnika i Obrabotka Poverkhnosti = Electroplating & Surface Treatment, 24(2), 28 - 34 (in Russ). DOI: 10.47188/0869-5326_2016_24_2_28.

Mohammadloo, H.E., Sarabi, A.A., Alvani, A.A.S., Salimi, R., & Sameie, H. (2013). The effect of solution temperature and pH on corrosion performance and morphology of nanoceramic-based conversion thin film. Materials and Corrosion, 64(6), 535 - 543. https://doi.org/10.1002/maco.201106384

Fan, Y., Lin, P., & Shi, S. (2011). Silicate-based passivation technique on alkaline electrodeposited zinc coatings. Advanced Materials Research, 154-155, 433 - 436. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.154-155.433

Abrashov, A.A., Grigoryan, N.S., Zheludkova, E.A., Vagramyan, T.A., & Asnis, N.A. (2019). Silicon-containing solution for passivation of zinc coatings. Russian Journal of Applied Chemistry, 92(10), 1432-1438. https://doi.org/10.1134/S1070427219100136

Mezhuev, Ya.O., Korshak, Yu.V., Vagramyan, T.A., Abrashov, A.A., Piskareva ,A.I., Yur’eva, G.A., & Shtil'man, M.I. (2014). New anticorrosion coatings based on crosslinked copolymers of pyrrole and epoxy-containing compounds. International Polymer Science & Technology, 41(4), Т53 - Т60. https://doi.org/10.1177/0307174X1404100409

Liu, G., Yu, F., Yang, L., Tian, J., & Du, N. (2009). Cerium-tannic acid passivation treatment on galvanized steel. Rare metals, 28(3), 284 - 288. https://doi.org/10.1007/s12598-009-0056-9

Fan, Y., Jiang, Y., & Zhou, R. (2011). New passivating method to galvanized Zn coatings on steel substrate. Advanced Materials Research, 163-167, 4555 - 4558. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.163-167.4555

Johnson, B.Y., Edington, J., & O’Keefe, M.J. (2003). Effect of coating parameters on the microstructure of cerium oxide conversion coatings. Materials Science and Engineering, 361(1-2), 225 - 231. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(03)00516-1

Song, Y.-K., & Mansfeld, F. (2006). Technical Note: Corrosion protection of electrogalvanized steel by a cerium-based conversion coating. Corrosion, 62(12), 1067 - 1073. https://doi.org/10.5006/1.3278240

Zheludkova, E.A., Abrashov, A.A., Grigoryan, N.S., Asnis, N.A., & Vagramyan, T.A. (2019). Cerium-containing solution for chromate-free passivation of zinc coatings. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 55(7), 1329 - 1334. https://doi.org/10.1134/S2070205119070190

Kőszegi, S., Felhősi, I., Kármán, F.H., & Kálmán, E. (2005). Temporary corrosion protection of galvanised steel by coatings containing cerium, yttrium and lanthanum. Materials Science Forum, 474, 219 - 224. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.473-474.219

GOST (State Standard) 9.302-88. Metal and non-metal inorganic coatings. Control methods (in Russ).

Woicik, J.C. (2016). Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES). ChamCity, Switzerland: Springer International Publishing.

Shirley, D.A. (1972). High-resolution X-ray photoemission spectrum of the valence bands of gold. Phys. Rev. B, 5, 4709 - 4713. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.5.4709

Scofield, J. H. (1976). Hartree-Slater subshell photoionization cross-sections at 1254 and 1487 eV. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom., 8(2), 129 - 137. https://doi.org/10.1016/0368-2048(76)80015-1

Mohai, M. (2004). XPS MultiQuant: multimodel XPS quantification software. Surf. Interface Anal., 36, 828 - 832. https://doi.org/10.1002/sia.1775

Cumpson, P.J., & Seah, M.P. (1997). Elastic scattering corrections in AES and XPS. II. Estimating attenuation lengths and conditions required for their valid use in Overlayer, Substrate experiments, Surface and Interface Analysis, 25, 430 - 446. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9918(199706)25:6<430::AID-SIA254>3.0.CO;2-7

ASTM B117-11. Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus.

GOST (State Standard) 9.401-91: Unified System of Corrosion and Ageing Protection. Paint Coatings. General Requirements and Methods of Accelerated Tests on Resistance to the Action of Climatic Factors (in Russ).

Laha, P., Schram, T., & Terry, H. (2002). Use of spectroscopic ellipsometry to study Zr/Ti films on Al. Surface and Interface Analysis, 34(1), 677 - 680. https://doi.org/10.1002/sia.1386

Roeseler, A. (2005). Spectroscopic Infrared Ellipsometry. In: Handbook of Ellipsometry, W. Andrew, 763 - 798. https://doi.org/10.1016/B978-081551499-2.50013-7

Jones, C.W. (1999). Applications of hydrogen peroxide and derivatives. UK: The Royal Society of Chemistry, pp. 72 - 73. https://doi.org/10.1039/9781847550132

Опубликован
2020-12-26
Как цитировать
Абрашов, А. А., Григорян, Н. С., Кондратьева, Н. Д., Желудкова, Е. А., Мирошников, В. С., & Мазурова, Д. В. (2020). Бесхроматная пассивация оцинкованной стали в растворе на основе нитрата лантана. Химическая безопасность, 4(2), 198 - 211. https://doi.org/10.25514/CHS.2020.2.18014
Раздел
Технологии ликвидации источников химической опасности