Коррозионно-электрохимическое поведение металломатричных композитов Al-нано-Al2O3 в водном растворе 0.5М NaCl

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано коррозионно-электрохимическое поведение нанокомпозитов системы «алюминий-нанооксид алюминия», образованных при прямом химическом взаимодействии расплавленного алюминия с наноксидом титана в среде расплавленных хлоридов щелочных металлов при температурах выше 700оС. Равномерно распределенные по объему металлической матрицы кристаллы нанооксида алюминия в модификации α-Al₂O₃ были зафиксированы методами электронной микроскопии и рентгеновской дифракции. Скорость коррозии в 0.5М NaCl, определенная гравиметрическим методом, уменьшается в 3–4 раза при переходе от исходного алюминия к композитам «Al-Al₂O₃», при этом характер коррозии меняется с питтинговой на равномерную и класс коррозионной стойкости повышается с 3 (стойкий) до 2 (очень стойкий). Это связано с образованием на поверхности композита более плотного однофазного гидроксидного покрытия по сравнению с двухфазным рыхлым покрытием на алюминии. Потенциал коррозии не зависит от введения наночастиц оксида алюминия в алюминиевую матрицу.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Квашничев

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

Email: yolshina@ihte.ru
Россия, Екатеринбург

Л. А. Елшина

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: yolshina@ihte.ru
Россия, Екатеринбург

В. И. Пряхина

Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина

Email: yolshina@ihte.ru
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. B.F. Schultz, J.B. Ferguson, P.K. Rohatgi. Microstructure and hardness of Al2O3 nanoparticle reinforced Al-Mg composites fabricated by reactive wetting and stir mixing. // Materials Science and Engineering A. 2011. 530. Р. 87–97.
  2. H. Su, W. Gao, Zh. Feng, Zh. Lu. Processing, microstructure and tensile properties of nano-sized Al2O3 particle reinforced aluminum matrix composites // Materials and Design. 2012. 36. P. 590–596.
  3. L.A. Yolshina, R.V. Muradymov, D.I. Vichuzhanin, E.O. Smirnova, Enhancement of the mechanical properties of aluminum-graphene composites // AIP Conf. Proc. 2016. 1785. № 1. 040093.
  4. O.A. Chikova, A.B. Finkelstein, A. Schaefer, Microstructures, mechanical properties ingot AlSi7Fe1 after blowing oxygen through melt // Acta Metallurgica Slovaca. 2017. В23. № 1. P. 4–11.
  5. P. Ma, Y. Jia, P. Konda Gokuldoss, Zh. Yu, Sh. Yang, J. Zhao, Ch. Li. Effect of Al2O3 nanoparticles as reinforcement on the tensile behavior of Al-12Si composites // Metals. 2017. 359. № 7. Р. 11.
  6. S. Khireche, D. Boughrara, A. Kadri, L. Hamadou, N. Benbrahim. Corrosion mechanism of Al, Al–Zn and Al–Zn–Sn alloys in 3 wt% NaCl solution // Corrosion Science. 2014. 87. P. 504–516.
  7. D.K. Koli, G. Agnihotri, R. Purohit. A review on properties, behaviour and processing methods for Al-nano Al2O3 composites // Procedia Materials Science. 2014. 6. P. 567–589.
  8. B. Wang, L. Zhang, Y. Su, X. Mou, Y. Xiao, J. Liu. Investigation on the corrosion behavior of aluminum alloys 3A21 and 7A09 in chloride aqueous solution // Materials and Design.2013. 50. P. 15–21.
  9. J. Ma, J. Wen, J. Gao, Q. Li. Performance of Al-0.5 Mg-0.02 Ga-0.1 Sn-0.5 Mn as anode for Al-air battery in NaCl solutions // Journal of Power Sources. 2014. 253. P. 419–423.
  10. L.A. Yolshina, A.G. Kvashinchev. Chemical interaction of liquid aluminum with metal oxides in molten salts // Materials and Design. 2016. 105. P. 124–132.
  11. L.A. Yolshina, A.G. Kvashnichev, D.I. Vichuzhanin, E.O. Smirnova. mechanical and thermal properties of aluminum matrix composites reinforced by in situ Al2O3 nanoparticles fabricated via direct chemical reaction in molten salts // Appl. Sci. 2022. 12. № 17. Р. 8907.
  12. L.A. Elshina, A.G. Kvashnichev, D.V. Pelegov. Electrochemical synthesis of titanium oxide nanopowders in a molten mixture of alkali chlorides and nitrates // Russian Metallurgy. 2021. № 8. P. 1029–1035.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Изображение поперечного сечения композита Al-Al2O3 во вторичном электронном излучении

Скачать (62KB)
3. Рис. 2. Рентгеновская дифрактограмма композита алюминий-оксид алюминия

Скачать (31KB)
4. Рис. 3. Электронные изображения поверхности образцов после 3 месяцев выдержки в 0.5 растворе NaCl: а – алюминий, б – алюминий-оксидный композит

Скачать (169KB)
5. Рис. 4. Электронная микрофотография (а) и таблица содержаний алюминия и кислорода в различных точках оксидного покрытия на поверхности композита Al-10.1Al2O3 (мас.%), полученная по данным микрорентгеноспектрального анализа

Скачать (107KB)
6. Рис. 5. Рентгеновская дифрактограмма образцов алюминия (а) и алюминий-оксидного композита (б) после 12 недель выдержки в растворе 0.5 М NaCl

Скачать (197KB)
7. Рис. 6. Обзорный фотоэлектронный спектр образца Al-10.1Al2O3 (мас.%) композита после 12 недельного коррозионного теста в растворе 0.5М NaCl.

Скачать (42KB)
8. Рис. 7. Спектр высокого разрешения Al2p образца Al-10.1Al2O3 (мас.%) композита после 12 недельного коррозионного теста в растворе 0.5М NaCl.

Скачать (56KB)
9. Рис. 8. Хронопотенциограммы исходного алюминия (1) и алюминиевых композитов, содержащих 2 – Al-13.5Al2O3 (мас.%) и 3 – Al-8.7Al2O3 (мас.%)в растворе 0.5М NaCl.

Скачать (34KB)
10. Рис. 9. Поляризационные кривые исходного алюминия (1) и исследуемых алюминиевых композитов, содержащих оксид алюминия в количестве: 2–8.2%, 3–7.8%, 4–13% в нейтральном растворе 0.5М NaCl.

Скачать (35KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».