Μελέτη διάβρωσης κραμάτων Μαγνησίου ηλεκτροχημικής συμπεριφοράς, γαλβανική διάβρωση σε θαλάσσιο περιβάλλον

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη της συμπεριφορά κραμάτων μαγνησίου σε συνθήκες θαλασσίου περιβάλλοντος και την προστασία του με μη ηλεκτρολυτική επικάλυψη με νικέλιο. Το μαγνήσιο και τα κράματα του χρησιμοποιούνται ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία καθώς στην αεροπλοΐα και στην αμυντική βιομηχανία λόγω του μικρού βάρους που διαθέτει. Όμως είναι από τα ανοδικότερα στοιχεία στην φύση και αυτό το καθιστά ευάλωτο στο φαινόμενο της διάβρωσης, το οποίο και μελετάται σε αυτή την εργασία. Στα πρώτα κεφάλαια γίνεται αναφορά στον ορισμό της διάβρωσης (θερμοδυναμική και κινητική θεώρηση) στις οικονομικές επιπτώσεις και μετά δίνονται στοιχεία για το μαγνήσιο και τα κράματα μαγνησίου. Στα επόμενα κεφάλαια η εργασία ασχολείται με την προστασία των μετάλλων γενικά απέναντι στην διάβρωση και ειδικότερα για το μαγνήσιο. Το 2ο μέρος είναι πειραματικό. 1ς κράμα χρησιμοποιήθηκε το ΑΖ31Β (ΑΜS 4377 με 3% Αl – 1% Zn κωδικοποιημένη μορφή AZ31B-H26) που υποβλήθηκε σε πειράματα απώλειας βάρους προσομοιώνοντας το θαλάσσιο περιβάλλον με την εμβάπτιση σε υδατικό διάλυμα NaCl 3,5% κ.β και την αλατονέφωση με υδατικό διάλυμα NaCl 5% κ.β. Έπειτα το κράμα επινικελώθηκε (μελετήθηκε μέσω οπτικής, ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και περιθλασομετρίας ακτινών-Χ, μετρήθηκαν η μικροσκληρότητα και η τραχύτητα μη ηλεκτρολυτικά αποκτώντας καλύτερα αντιδιαβρωτικά χαρακτηριστικά και δοκιμάστηκε ηλεκτροχημικά με την μέθοδο Tafel. Τα πειράματα της παραπάνω εργασίας εκτελέσθηκαν στο Εργαστήριο Φυσικοχημείας και Εφαρμοσμένης Ηλεκτροχημείας του τμήματος Χημικών Μηχανικών υπό την επίβλεψη και καθοδήγηση της Καθηγήτριας του Ε.Μ.Π Π.Βασιλείου.

The aim of this project is to study the behaviour of magnesium alloys in marine environmental conditions and the protection with electroless nickel coating. Magnesium and its alloys are widely used in the automotive industry and in aeronautical and defence applications because it allocates light weight. However it is one of the most electrochemically active metals and this widows it vulnerable to corrosion, which is studied in this project. The first chapters refer to the definition of corrosion (thermodynamic and kinetic aspects) the economic impact and afterwards details for magnesium and its alloys are given. The 2nd part is experimental. As alloy was used AZ31B (AMS 4377 with 3% Al of – 1% Zn coded form AZ31B-H26) ,wrought magnesium alloy was used and was submitted in experiments of weight loss simulating marine environment by immersion in aqueous solution NaCl 3,5% w/w and salt spray of aqueous solution NaCl 5% w/w Then the alloy was electroless nickel plated obtaining better anticorrosion characteristics and tested electrochemically by Tafel method. Furthermore micro hardness and surface roughness measurements were taken. The experiments of this work were performed at the Laboratory of Physical Chemistry and Applied Electrochemistry Department of the department of Chemical Engineers under the supervision and guidance of Professor of NTUA P.Vassiliou.