Tabiatda materiallar ko'pincha ularga yuzaga keladigan har qanday zararni boshqarish

3.3 Aqlli qoplamalarni sintez qilishning eng keng
tarqalgan usullari va texnologiyalari
3.3.1 Kimyoviy konversion qoplamalar
Machine Translated by Google

---

59
Biroq, 1982 yildan boshlab, Atrof-muhitni muhofaza qilish agentligi (EPA)
kanserogen ta'siri tufayli xromatlar va boshqa xrom o'z ichiga olgan birikmalardan
foydalanishni tobora cheklab qo'ydi. Afsuski, olti valentli xromatlarni yuqori korroziya
inhibitörleri (reaktivlik va oksidlovchi kuch) qiladigan bir xil xususiyatlar ularni
ekologik jihatdan xavfli qiladi.
Atrof-muhit qonunchiligiga rioya qilish uchun o'z-o'zini davolash qobiliyatiga ega
kamroq zaharli yoki ekologik toza variantlarni ishlab chiqish uchun bir nechta
strategiyalar o'rganildi. So'nggi o'n yil ichida metallar va qotishmalarning korroziyaga
chidamliligini oshirish uchun bir nechta "yashil qoplama" sxemalari taklif qilindi.
Biroq, mavjud usullarning aksariyati ko'pincha qimmat yoki ko'plab ilovalar uchun
kerakli sirt xususiyatlarini ishlab chiqara olmaydi, chunki bunday metallar va
qotishmalar aks holda sanoatda yuqori raqobatbardosh bo'ladi. Alyuminiy, magniy
va po'lat qotishmalari va kompozit materiallar uchun faol korroziyadan himoya qilish
tizimlarini ishlab chiqish avtomobilsozlik, aerokosmik va neft quvurlari kabi ko'plab
strategik tarmoqlar uchun muhim masaladir.
Aqlli qoplamalarni sintez qilish va qo'llash texnikasi
Xromat 1900-yillarning boshidan faol metallarning korroziyasini nazorat qilish
usuli sifatida ishlatilgan. Ko'pgina qora va rangli metallar va ularning qotishmalarining
korroziyaga chidamliligini yaxshilash uchun qo'llaniladigan konversion qoplamaning
eng keng tarqalgan turi. Xromlashning keng qo'llanilishining asosiy sabablari uning
o'z-o'zini davolash xususiyati, qo'llash qulayligi, yuqori elektr o'tkazuvchanligi va
yuqori samaradorlik / narx nisbati. Ushbu afzalliklar uni korroziyadan himoya
qilishning "standart" usuliga aylantirdi. Xromat, shuningdek, bir nechta metallar va
qotishmalardagi shikastlanish va korroziyani tiklash uchun ajoyib o'z-o'zini davolash
qobiliyati tufayli "kashshof" aqlli qoplama sifatida qabul qilingan. O'z-o'zidan
tiklanadigan yoki faol korroziyadan himoya qilish (ACP) xromatning qoplamadan
chiqarilishini, eritma orqali o'tkazilishini va shikastlanish joyida, ya'ni chuqurlar yoki
mikro-yoriqlarda harakat qilishni o'z ichiga oladi.
Olti valentli xromatlar inson deoksiribonuklein kislotasi (DNK) bilan bevosita
reaksiyaga kirishmaydi. Biroq, korroziya joyida kamayishi kabi, olti valentli xromat
besh valentli xromatga aylanadi, bu DNKning shikastlanishi va saraton kasalligi
uchun javobgardir - xromatga qarshi qonunchilikning asosiy sabablari - xromsiz
"yashil qoplamalar" ni izlashga undaydi. atrof-muhit va sog'liqni saqlash
qonunchiligiga rioya qilish. Rasmiy ravishda, aerokosmik sanoat kabi yuqori
samarali strategik ilovalar bundan mustasno, ko'pgina sanoat ilovalarida xromat
asosan yo'q qilingan.
So'nggi paytlarda bir nechta mualliflar o'z-o'zini davolash qobiliyatiga ega yangi
himoya tizimlarini ishlab chiqishga turli xil yangi hissalarni muvaffaqiyatli taqdim
etdilar. ACP ning o'z-o'zini tiklash xususiyati qoplamalarga metall substratlar
yuzasini serat, stannat, vanadat, permanganat, silikat, tsirkonat yoki molibdat kabi
ekologik jihatdan maqbul tuzlarning suyultirilgan tuz eritmasi bilan ishlov berish va /
yoki o'zgartirish orqali beriladi [3-] 26]. The
Machine Translated by Google

---

Materiallarni himoya qilish uchun aqlli qoplamalar bo'yicha qo'llanma
egzoz chiqindilari. 2
mukammal mexanik xususiyatlari va engil vazni tufayli akademiya va sanoat.
Afsuski, magniy qotishmalari korroziyaga yuqori sezuvchanlikka ega. Shu sababli,
seriya, tsirkoniya, stannat, serat va vanadiya konversion qoplamalari kabi xromsiz
tuzlarga asoslangan yangi o'z-o'zidan tiklanadigan sirtni tozalash jarayonlari
muvaffaqiyatli ishlab chiqilgan [20-26].
taklif qilingan qoplamalar o'z-o'zini davolash qobiliyatiga ega va arzon narxlarda va xavfsizlikda
qo'llash qulayligiga ega bo'ladi.
Yangi sirt muolajalari qoplamaning kuchli yopishishi uchun kovalent bog'lanishni
ta'minlaydigan va suvning qotishma yuzasiga o'tkazilishini cheklash uchun to'siq
qoplamasi sifatida ishlaydigan funktsional darajali qoplamani ishlab chiqishi mumkin.
Ushbu tizimlardagi shifo kontseptsiyasi shundan iboratki, bu metallar eruvchan
yuqori oksidlanish holati shakllarini va pastroq eruvchanligi bilan past oksidlanish
holatini ko'rsatadi. Korroziya, mexanik shikastlanish yoki tirnash kabi tashqi ta'sirlar
tufayli yuqori oksidlanish darajasidagi oksidlar kiritilganda, ular kontaktli eritma
bilan eritilishi mumkin, yalang'och substrat (alyuminiy, magniy, po'lat yoki kompozit
materiallar) namunalaridagi nuqsonli joylarga etkazilishi mumkin. keyingi korroziyani
oldini olish uchun kamayadi va cho'ktiriladi. Natijalar zaharli olti valentli xromatlarga
asoslangan konversion qoplamalar bilan o'z-o'zini davolash mumkinligini tasdiqladi
va ular organik ustki qoplamadan oldin (masalan, tijorat floropolimer, epoksi va
boshqalar) qo'llanilganda, qoplamalar qoplamadan ustun ekanligini isbotladi.
elektrokimyoviy korroziyaga chidamlilik sinovlarida sotiladigan qoplamalar va
standart ASTM B117 tuz püskürtme testida 2000 soatdan oshadi, bu ularni
materiallarni faol korroziyadan himoya qilish zarur bo'lgan ko'plab sanoat ilovalarida
foydalanishga imkon beradi [3-13].
Ideal holda, mukammal konvertatsiya qoplamasi substrat yuzasiga bir xilda
taqsimlanishi kerak, atrof-muhitning past reaktivligi, yaxshi mexanik xususiyatlari
va yaxshi yopishishi, shuningdek, ekologik jihatdan maqbul, sanoatda qo'llanilishi
va iqtisodiy jihatdan samarali bo'lishi kerak.
Mg ZE41, Mg AZ31 kabi yangi ishlab chiqilgan magniy asosidagi qotishmalar
60
Yangi sirtni konvertatsiya qiluvchi qoplamani qayta ishlash jarayonlarida taklif
qilingan asosiy yangilik magniy substratiga o'z-o'zini davolashni ta'minlashi
kutilayotgan yangi xrom bo'lmagan korroziyani inhibe qiluvchi dastlabki ishlov
berish texnologiyasini ishlab chiqishdir. Qoplama korroziya uchun mas'ul bo'lgan
elektrokimyoviy jarayonlarga javob berish uchun mo'ljallangan bo'lib, himoya oksidi
[20-26] hosil qilish orqali tirnalgan yoki zararni avtomatik ravishda davolash uchun
o'z-o'zini davolash funktsiyasini ta'minlaydi. Ushbu topilmalarning kutilayotgan
kengroq ta'siri asosan avtomobilsozlik va aerokosmik dasturlarda bo'ladi, bu erda
engilroq magniy qotishmalaridan foydalanish (hozirda ishlatiladigan alyuminiy
qotishmalari yoki po'latlarga nisbatan) CO ni kamaytirishga yordam beradi. uy-joy
va
HP-O va AV31A T6 olimlarning e'tiborini tortdi
Machine Translated by Google

---

61
An'anaviy korroziyaga qarshi qoplama matritsasiga faol materiallar bilan yuklangan
nanokonteynerlarni kiritish orqali nafaqat passiv funksionallik, balki mahalliy muhitdagi
o'zgarishlarga javoban tezkor qayta aloqa faolligiga ham ega bo'lgan yangi avlod teskari
aloqa faol gibrid qoplamalar ishlab chiqilgan.
Hozirgi tadqiqot faoliyatining katta qismi o'z-o'zini davolash funktsiyalarini polimer
bilan qoplashga bag'ishlangan. Birinchi urinish 1956 yilda Shvark [27] Nature
jurnalida
o'zining "Tirik polimerlar" sarlavhali maqolasida o'z-o'zini tiklaydigan funksional
polimerlarning yangi sinfini yoki bugungi kunda "o'z-o'zini tiklovchi qoplamalar" deb
ataydigan narsalarni bashorat qilgan paytdan boshlanadi. O'sha vaqtdan boshlab
sanoatda qo'llash uchun korroziyaga qarshi himoya qoplamalari kabi polimerlarni
tayyorlash uchun ko'p harakatlar qilindi [2, 27-36]. Nanotexnologiyaning paydo bo'lishi
bilan tashqi stimullarga (masalan, pH, namlik o'zgarishi yoki qoplamaning shikastlanishi)
javob beradigan va o'zini tiklaydigan "aqlli" qoplamalar kontseptsiyasi juda katta o'sishni
boshdan kechirdi.
Rulda kolonnasi magniy qotishmasidan qilingan, ammo yangi kashfiyotlar magniy
qotishmalarini dvigatel bloklari, vites qutilari, debriyaj korpuslari va dvigatel beshiklari
kabi boshqa komponentlar uchun ishlatishga imkon beradi. Ushbu texnologiya alyuminiy
qotishmalari va materiallarida ham sinovdan o'tkazildi va korroziyaga chidamli
kompozitsiyani yaxshilash va o'z-o'zini davolash funksiyasini qo'shishi aniqlandi.
Mikro- va nano-kapsulalar yoki konteynerlardan foydalanish ilmiy jamiyat va sanoat
uchun keng ko'lamli dasturlarda, jumladan molekulyar biologiya, elektron materiallar,
tibbiy tasvirlar va boshqalarda katta qiziqish uyg'otadi.
Nanotexnologiya, masalan, sol-gel qoplamalarini yaxshilash uchun ishlatilgan.
Sol-gel gibrid matritsasida korroziya inhibitörlerini to'g'ridan-to'g'ri kiritish korroziya
inhibitori (asosan benzotriazol) ning sol-gel qatlamining barqarorligi va to'siq
xususiyatlariga salbiy ta'siri tufayli o'z-o'zidan tiklanadigan qoplamalar sifatida qiyinligini
isbotladi [37].
Qoplamalarda ko'rinadigan yoki aniqlanadigan shikastlanishlarni tuzatish uchun ishlab
chiqilgan bir qancha texnikalar mavjud. Biroq, bu an'anaviy usullar odatda qimmat, vaqt
talab qiluvchi va murakkab. Bundan tashqari, ularning ko'pchiligi ichki va ko'rinmas
zararni bartaraf etish uchun cheklangan qobiliyatga ega.
Aqlli qoplamalarni sintez qilish va qo'llash texnikasi
Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotda Lamaka va