corrosionprotectionПрактика противокоррозионной защитыTheory and Practice of Corrosion Protection1998-57382658-6797Association "CARTEC"10.31615/j.corros.prot.2021.99.1-1corrosionprotection-40Research ArticleМАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫMATERIALS AND EQUIPMENT FOR CORROSION PROTECTIONЗащитные свойства супергидрофобных покрытий на меди и стали, полученных электрохимическим методомProtective properties of superhydrophobic coatings on copper and steel obtained by electrochemical methodЦыганковаЛ. Е.TsygankovL. E.

Цыганкова Людмила Евгеньевна, д.х.н., профессор, зав. кафедрой химии

г. Тамбов, Ново-рубежный пер., д. 28

г. Тамбов, ул. Интернациональная, д. 33

г. Тамбов, ул. Советская, д. 106

Liudmila E. Tsygankova, Doctor of Chemistry, Professor,Head of Department of Chemistry

28, Novo-Rubezhni st., Tambov

33, Internatsyonalnaya st., Tambov

106, Sovetskaya st., Tambov

 

 

vits21@mail.ruУрядниковА. А.UryadnikovA. A.

Урядников Александр Алексеевич, к.х.н., доцент кафедры химии

г. Тамбов, Ново-рубежный пер., д. 28

г. Тамбов, ул. Интернациональная, д. 33

 

Alexander A. Uryadnikov, Ph.D. in Chemistry, associateProfessor

28, Novo-Rubezhni st., Tambov

33, Internatsyonalnaya st., Tambov

 

ДороховА. В.DorokhovA. V.

Дорохов Андрей Валерьевич, к.х.н., н.с.

г. Тамбов, Ново-рубежный пер., д. 28

Andrei V. Dorokhov, Ph.D. in Chemistry, researcher

28, Novo-Rubezhni st., Tambov

ШельН. В.ShelN. V.

Шель Наталья Владимировна, д.х.н., профессор кафедры «Химическая технология»

г. Тамбов, ул. Советская, д. 106

Natalia V. Shel, Doctor of Chemistry, Professor of «Chemical Technology» Department

106, Sovetskaya st., Tambov

ДороховаА. Н.DorokhovaA. N.

Дорохова Анастасия Николаевна, аспирант кафедры химии

г. Тамбов, ул. Интернациональная, д. 33

Anastasiya N. Dorokhova, postgraduate student

33, Internatsyonalnaya st., Tambov

КурьятоН. А.Kur’yatoN. A.

Курьято Николай Алексеевич, м.н.с.

г. Тамбов, Ново-рубежный пер., д. 28

Nikolai A. Kur’yato, junior scientist

28, Novo-Rubezhni st., Tambov

Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве; Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»; Тамбовский государственный технический университетРоссияAll-Russian Scientific Research Institute of Use of Machinery and Oil Products in agriculture; Derzhavin State University; Tambov State Technical UniversityRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве; Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»РоссияAll-Russian Scientific Research Institute of Use of Machinery and Oil Products in agriculture; Derzhavin State UniversityRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйствеРоссияAll-Russian Scientific Research Institute of Use of Machinery and Oil Products in agricultureRussian FederationТамбовский государственный технический университетРоссияTambov State Technical UniversityRussian FederationТамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»РоссияDerzhavin State UniversityRussian Federation202127042023261716Copyright © Цыганкова Л.Е., Урядников А.А., Дорохов А.В., Шель Н.В., Дорохова А.Н., Курьято Н.А., 20232023Цыганкова Л.Е., Урядников А.А., Дорохов А.В., Шель Н.В., Дорохова А.Н., Курьято Н.А.Tsygankov L.E., Uryadnikov A.A., Dorokhov A.V., Shel N.V., Dorokhova A.N., Kur’yato N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.corrosion-protection.ru/jour/article/view/40

При катодном осаждении меди или никеля на медной пластине с обработкой этанольным раствором высших карбоксильных кислот с длинным углеводородным радикалом одновременно или последовательно получены супергидрофобные покрытия, характеризующиеся краевым углом смачивания водой порядка 155…160°. Данные покрытия предохраняют медную подложку от коррозии в условиях 100%-ой влажности в течение 100...180 дней, сохраняя при этом краевой угол в пределах 152…154°. Потери массы при этом отсутствуют. Исследовано влияние реверса тока в процессе электролиза на величину краевого угла смачивания. Приведены SEM изображения супергидрофобных покрытий, свидетельствующие о многоуровневой шероховатости. Супергидрофобное покрытие на углеродистой стали получено при катодном выделении никеля с последующей обработкой поверхности в этанольном растворе миристиновой кислоты и отжигом при 60° в течение двух часов. Оценено влияние продолжительности электролиза на величину краевого угла смачивания. Его величина находится в пределах 151…154°. Выдержка стальной пластины с покрытием в течение 50 суток в условиях 100%-ой влажности характеризуется отсутствием потерь в массе и сохранением величины краевого угла до 154°.

Superhydrophobic coatings are obtained by cathodic deposition of copper or nickel on a copper plate with treatment with an ethanol solution of highest carboxylic acids with a long hydrocarbon radical simultaneously or sequentially. They are characterized by a contact angle of water wetting of the order of 155...160°.These coatings protect the copper substrate from corrosion in conditions of 100% humidity for 100...180 days, while maintaining the contact angle within 152…154°. There is no mass loss. The influence of the reversal of the current during electrolysis on the value of the contact angle of wetting is investigated. SEM images of superhydrophobic coatings are presented, indicating multilevel roughness. Superhydrophobic coating on carbon steel is obtained by cathodic deposition of nickel and subsequent surface treatment in an ethanol solution of myristic acid and annealing at 60° for two hours. The influence of the duration of electrolysis on the value of the contact angle of wetting is estimated. Its value is in the range of 151…154°. Exposure of a coated steel plate for 50 days in conditions of 100% humidity is characterized by the absence of weight loss and maintaining the contact angle up to 154°.

медная пластинастальэлектроосаждениесупергидрофобное покрытиезащитные свойствакраевой угол смачиванияcopper platesteelelectrodepositionsuperhydrophobic coatingprotective propertiescontact angleReferencesWang Y., Wang W., Zhong L., Wang J., Jiang Q., Guo X. Super-hydrophobic surface on pure magnesium substrate by wet chemical method // Appl. Surf. Sci. – 2010. – V. 256. – P. 3837-3840.Wang, Y., Wang, W., Zhong, L., Wang, J., Jiang, Q., & Guo, X. (2010). Super-hydrophobic surface on pure magnesium substrate by wet chemical method. Appl. Surf.Sci., 256, 3837- 3840.Kang Z., Ye Q., Sang J., Li Y. Fabrication of super-hydrophobic surface on copper surface by polymer plating, J. Mater. Process Technol. – 2009. – V. 209 – P. 4543-4547.Kang, Z., Ye, Q., Sang, J., & Li, Y. (2009). Fabrication of super-hydrophobic surface on copper surface by polymer plating. J. Mater. Process.Technol., 209, 4543-4547.Boinovich L.B., Emelyanenko K.A., Domantovsky A.G., Emelyanenko A.M. Laser tailoring the surface chemistry and morphology for wear, scale and corrosion resistant superhydrophobic coatings // Langmuir. – 2018. – V. 34, № 24. – P. 7059-7066.Boinovich, L. B., Emelyanenko, K. A., Domantovsky, A. G., & Emelyanenko, A. M. (2018). Laser tailoring the surface chemistry and morphology for wear, scale and corrosion resistant superhydrophobic coatings. Langmuir, 34 (24), 7059-7066.Xu W., Shi X. , Lu S. Controlled growth of superhydrophobic films without any lowsurfaceenergy modification by chemical displacement on zinc substrates // Mater.Chem. Phys. – 2011. – V. 129. – P. 1042-1046.Xu, W., Shi, X., & Lu, S. (2011). Controlled growth of superhydrophobic films without any lowsurface-energy modification by chemical displacement on zinc substrates. Mater.Chem. Phys., 129, 1042-1046.Khorsand S., Raeissi K., Ashrafizadeh F., Arenas M.A. Relationship between the structure and water repellency of nickel-cobalt alloy coatings prepared by electrodeposition process // Surface & CoatingsTechnology.– 2015. – V. 276. – P. 296-304.Khorsand, S., Raeissi, K., Ashrafizadeh, F., & Arenas, M. A. (2015). Relationship between the structure and water repellency of nickel–cobalt alloy coatings prepared by electrodeposition process. Surface&CoatingsTechnology, 276, 296-304.Глухов В.Г., Поляков Н.А., Семилетов А.М., Кузнецов Ю.И.. Получение супергидрофобных покрытий на меди с применением электрохимических методов // Материалы конференции «Актуальные вопросы электрохимии, экологии и защиты от коррозии», посвященной памяти профессора, заслуженного деятеля науки и техники РФ В.И. Вигдоровича. (23-25 октября 2019). – Тамбов, 2019. – С. 392-394.Glukhov, V. G., Polyakov, N. A., Semiletov, A. M., & Kuznetsov, Yu. I. (2019). Obtaining superhydrophobic coatings on copper using electrochemical methods. Proceedings of the conference «Topical issues of electrochemistry, ecology and protection against corrosion», dedicated to the memory of Professor, Honored Worker of Science and Technology of the Russian Federation V.I. Vigdorovich, (23-25 Octob. 2019, Russia, Tambov), 392-394.Chen Z., Hao L., Chen A., Song Q., Chen C. A rapid one-step process for fabrication of superhydrophobic surface by electrodeposition method // Electrochim. Acta. – 2012. – V. 59. – P. 168-171.Chen, Z., Hao, L., Chen, A., Song, Q., & Chen, C. (2012). A rapid one-step process for fabrication of superhydrophobic surface by electrodeposition method. Electrochim. Acta, 59, 168-171.Wang P., Zhang D., Qiu R., Wu J. Superhydrophobic metal-complex film fabricated electrochemically on copper as a barrier to corrosive medium // Corrosion Science. – 2014. – V. 83. – P. 317-326.Wang, P., Zhang, D., Qiu, R., & Wu, J. (2012). Superhydrophobic metal-complex film fabricated electrochemically on copper as a barrier to corrosive medium. Cor. Sci., 83, 317-326

The authors declare that there are no conflicts of interest present.