Антикоррозионные свойства супергидрофобного покрытия на стали, полученного электрохимическим способом

Исследована защитная эффективность супергидрофобного (СГФ) покрытия на стальном электроде, полученного путем электроосаждения меди и цинка с последующей обработкой в этанольном растворе миристиновой кислоты. СГФ покрытие характеризуется контактным углом смачивания, равным 157±2°. Коррозионные испытания проведены гравиметрическим методом в условиях 100% влажности, в дистиллированной воде, в газовой и жидкой фазах 1 и 3% растворов SO₂ , а также NaCl (50 г/л) и NACE (г/л: NaCl – 5; СH₃ COOH - 0,25) в присутствии 1 избыточной атмосферы CO₂ в течение 240 час. Супергидрофобное покрытие проявляет 100% защитный эффект Z при экспозиции образцов в условиях 100% влажности и в дистиллированной воде при практически постоянной величине контактных углов. В газовой фазе растворов NaCl + СО₂ и NACE + CО₂ защитный эффект равен 78 и 71% соответственно. В первом случае сохраняется супергидрофобность, во втором - гидрофобность, однако последующая выдержка на воздухе способствует восстановлению супергидрофобности. После испытаний в жидкой фазе сохраняется гидрофобность покрытия, но супергидрофобность не восстанавливается при выдержке на воздухе. В газовой фазе 1 и 3% растворов SO2 Z равен 94 и 64% соответственно. В первом случае сохраняется супергидрофобность покрытия, во втором - гидрофобность, которая, однако, переходит в супергидрофобность при выдержке на воздухе. Поляризационные и импедансные измерения в растворе NaCl в течение 168 час показали, что наличие СГФ покрытия на стальном электроде обусловливает замедление анодного процесса по сравнению с незащищенным электродом. Величина Z покрытия в начальный момент близка к 90% и уменьшается во времени, достигая 70% через 168 час.

1. Li, H., Yu, S., Han, X., Zhang, S., Zhao, Y. A simple method for fabrication of bionic super hydrophobic zinc coating with crater-like struc tures on steel substrate // J. Bionic Eng. − 2016. − V. 13. − P. 622-630. https://doi.org/10.1016/S1672-6529(16)60333-5

2. Gao H., Lu S., Xu W., Szunerits S., Bouk herroub R. Controllable fabrication of stable superhydrophobic surfaces on iron substrates // RSC Adv. − 2015. − V. 5. − P. 40657-40667. doi:10.1039/c5ra02890f

3. Tan J., Hao J., An Z., Liu C. Simple Fabri cation of Superhydrophobic Nickel Surface on Steel Substrate via Electrodeposition // Int. J. Electrochem. Sci. − 2017. − V. 12. − P. 40-49. doi:10.20964/2017.01.15

4. Polyakov N.A., Botryakova I.G., Glukhov V.G., Red’kina G.V., Kuznetsov Yu.I. Forma tion and anticorrosion properties of superhydro phobic zinc coatings on steel // Chemical Engi neering Journal. − 2021. − V. 421. − P. 127775. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127775

5. Li H., Yu S., Han X., Zhao Y. A stable hier archical superhydrophobic coating on pipeline steel surface with self-cleaning, anticorrosion, and anti-scaling properties. Colloids and Sur faces A: Physicochem. Eng. Aspects. − 2016. − V. 503. − P. 43-52. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.05.029

6. Li H., Yu S., Hu J., Yin X. Modifier-free fabrication of durable superhydrophobic elec trodeposited Cu-Zn coating on steel substrate with self-cleaning, anti-corrosion and anti-scal ing propertie // Appl. Surf. Sci. − 2019. − V. 481. − P. 872-882. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.03.123

7. Цыганкова Л.Е., Брыксина В.А., Але хина О.А., Шель Н.В. Защитная эффектив ность оме-празола против сероводородной коррозии углеродистой стали // Практика противокоррозионной защиты. – 2022. – Т. 27, № 4. – С. 36-44. doi:10.31615/j.corros.prot.2022.106.4-4

8. Esmailzadeh S., Khorsand S., Raeissi K. and Ashrafizadeh F. Microstructural evolu tion and corrosion resistance of SHP electro deposited nickel films // Surf. Coat. Technol. − 2015. − V. 283. − P. 337-346. doi:10.1016/j.surfcoat.2015.11.005

9. Khorsand S., Raeissi K., Ashrafizadeh F., Arenas M.A., Conde A. Corrosion behav iour of super-hydrophobic electrodeposited nickel–cobalt alloy films // Appl. Surf. Sci. − 2016. − V. 364. − P. 349-357. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.12.122

10. Boinovich L.B., Modin E.B., Sayfutdi nova A.R., Emelyanenko K.A., Vasiliev A.L. and Emelyanenko A.M. Combination of func tional nanoengineering and nanosecond laser texturing for design of superhydrophobic alu minum alloy with exceptional mechanical and chemical properties // ACS Nano. − 2017. − V. 11. − P.10113-10123. doi:10.1021/acsnano.7b04634}

11. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Пре дельно-допустимые концентрации химиче ских веществ в окружающей среде. Л.: Хи мия, 1985. − 528 с.

12. Tsygankova L.E., Uryadnikov A.A., Rodionova L.D. and Uryadnikova M.N. On the duration of the protective effectiveness of su perhydrophobic coatings // Int. J. Corros. Scale Inhib. − 2023. − V. 12, no. 3. − P. 1211-1223. doi:10.17675/2305-6894-2023-12-3-23