Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AURA
AUTO MOTO SERWIS
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
GAZETA CUKROWNICZA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ODZIEŻ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
Menu
Menu
Menu
Prenumerata
Prenumerata
Publikacje
Publikacje
Drukarnia
Drukarnia
Kolportaż
Kolportaż
Reklama
Reklama
O nas
O nas
ui-button
Twój Koszyk
Twój koszyk jest pusty.
Niezalogowany
Niezalogowany
Zaloguj się
Zarejestruj się
Reset hasła
Czasopismo
|
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
|
Rocznik 2024 - zeszyt 4
The effect of anodic polarization of 304 stainless steel in choline chloride-based DES solvent on its surface morphology and corrosion resistance
Wpływ polaryzacji anodowej stali nierdzewnej 304 w rozpuszczalniku DES na bazie chlorku choliny na morfologię powierzchni i odporność na korozję
10.15199/40.2024.4.2
MAREK MARCZEWSKI
WŁODZIMIERZ TYLUS
JULIUSZ WINIARSKI
nr katalogowy: 148202
10.15199/40.2024.4.2
Streszczenie
AISI 304 alloy steel was polarized anodically in a deep eutectic solvent based on choline chloride and oxalic acid (1 : 1 molar ratio) at the temperature range of 25–75°C and the current density range of 2.5–45 mA cm−2. No improvement in visual parameters (gloss) was observed with increasing temperature. That was due to the formation of numerous pits on the surface as evidenced by SEM microscopy. AFM showed at lower temperatures the evenly distributed shallow pits, while at higher temperatures – less numerous but larger ones. XPS and ICP-AES analysis showed that the anodic polarization process increased the content of oxidized chromium on the surface and indicated high degree of iron leaching from the material. Morphology of this passive layer, which thickness was calculated to 3.3 nm, was characterized by uniform mixture of Cr(III) oxide and hydroxide. In contrast to chemically etched steel, polarization in DES produced surface layer enriched with Cr2O3 (56% instead of 28% total share) with lower share of Cr(OH)3 (41% instead of 70% total share). Anodic polarization process in proposed DES was responsible for a slight increase in corrosion resistance of 304 steel.
Abstract
Stal stopową AISI 304 poddano polaryzacji anodowej w rozpuszczalniku eutektycznym złożonym z chlorku choliny i kwasu szczawiowego (1 : 1 molowo) w temperaturze 25–75°C i przy gęstości prądu 2,5– 45 mA cm−2. Nie zaobserwowano poprawy połysku wraz ze wzrostem temperatury procesu ze względu na powstanie licznych wżerów na powierzchni, widocznych za pomocą mikroskopii SEM. Analiza AFM wykazała, że w niższych temperaturach wżery są płytkie i równomiernie rozmieszczone, a w wyższych są większe i mniej liczne. Analizy XPS i ICP-AES ujawniły, że na skutek polaryzacji anodowej wzrasta ilość utlenionego chromu w powierzchni stali, czemu towarzyszy nadmierne roztwarzanie żelaza ze stopu. Morfologia wytworzonej warstwy pasywnej, o grubości około 3,3 nm, to jednorodna mieszanina tlenku i wodorotlenku Cr(III). W porównaniu z trawioną chemicznie stalą polaryzacja anodowa w DES skutkuje wytworzeniem warstwy powierzchniowej wzbogaconej w Cr2O3 (56% zamiast 28% zawartości) i z mniejszym udziałem Cr(OH)3 (41% zamiast 70%). Proces polaryzacji anodowej stali 304 w zaproponowanym DES przyczynił się do poprawy odporności na korozję.
Słowa kluczowe
stainless steel
electropolishing
anodic polarization
deep eutectic solvents (DES)
passive layer
XPS
EIS
SEM
AFM
Keywords
stal nierdzewna
polerowanie elektrochemiczne
polaryzacja anodowa
rozpuszczalniki eutektyczne
warstwa pasywna
XPS
EIS
SEM
AFM
Bibliografia
[1] J. J. Milledge. 2010. “The Cleanability of Stainless Steel Used as a Food Contact Surface: An Updated Short Review.” Food Science and Technology 24(4): 27–28. [2] A. K. Dewangan, A. D. Patel, A. G. Bhadania. 2015. “Stainless Steel for Dairy and Food Industry: A Review.” Journal of Material Science and Engineering 4(5): 191. DOI: 10.4172/2169-0022.1000191. [3] C. Jullien, T. Bénézech, B. Carpentier, V. Lebret, C. Faille. 2003. “Identification of Surface Characteristics Relevant to the Hygienic Status of Stainless Steel for the Food Industry.” Journal of Food Engineering 56(1): 77–87. DOI: 10.1016/S0260-8774(02)00150-4. [4] R. A. Covert, A. H. Tuthill. 2000. “Stainless Steels: An Introduction to Their Metallurgy and Corrosion Resistance.” Dairy, Food, and Environmental Sanitation 20(7): 506–517. [5] J. F. Frank, R. Chmielewski. 2001. “Influence of Surface Finish on the Cleanability of Stainless Steel.” Journal of Food Protection 64(8): 1178–1182. DOI: 10.4315/0362-028X-64.8.1178. [6] J. W. Arnold, G. W. Bailey. 2000. “Surface Finishes on Stainless Steel Reduce Bacterial Attachment and Early Biofilm Formation: Scanning Electron and Atomic Force Microscopy Study.” Poultry Science 79(12): 1839–1845. DOI: 10.1093/ps/79.12.1839. [7] S. Mohan, D. R. Kanagaraj, R. Sindhuja, S. Vijayalakshmi, N. G. Renganathan. 2001. “Electropolishing of Stainless Steel — a Review.” Transactions of the IMF 79: 140–142. DOI: 10.1080/00202967.2001.11871382. [8] G. Yang, B. Wang, K. Tawfiq, H. Wei, S. Zhou, G. Chen. 2017. “Electropolishing of Surfaces: Theory and Applications.” Surface Engineering 33(2): 149–166. DOI: 10.1080/02670844.2016.1198452. [9] W. Abdussalam-Mohammed, A. Qasem Ali, A. O. Errayes. 2020. “Green Chemistry: Principles, Applications, and Disadvantages.” Chemical Methodologies 4(4): 408–423. DOI: 10.33945/SAMI/CHEMM.2020.4.4. [10] E. L. Smith, A. P. Abbott, K. S. Ryder. 2014. “Deep Eutectic Solvents (DESs) and Their Applications.” Chemical Reviews 114(21): 11060–11082. DOI: 10.1021/ cr300162p. [11] A. P. Abbott, G. Frisch, J. Hartley, W. O. Karim, K. S. Ryder. 2015. “Anodic Dissolution of Metals in Ionic Liquids.” Progress in Natural Science: Materials International 25(6): 595–602. DOI: 10.1016/j.pnsc.2015.11.005. [12] A. P. Abbott, K. S. Ryder, U. König. 2008. “Electrofinishing of Metals Using Eutectic Based Ionic Liquids.” Transactions of the IMF 86(4): 196–204. DOI: 10.1179/174591908X327590. [13] A. P. Abbott, G. Capper, K. J. McKenzie, A. Glidle, K. S. Ryder. 2006. “Electropolishing of Stainless Steels in a Choline Chloride Based Ionic Liquid: An Electrochemical Study with Surface Characterisation Using SEM and Atomic Force Microscopy.” Physical Chemistry Chemical Physics 8(36): 4214–4221. DOI: 10.1039/B607763N. [14] J. Winiarski, M. Marczewski, M. Urbaniak. 2021. “On the Anodic Polarization of 316 Steel in a Choline Chloride: Ethylene Glycol Deep Eutectic Solvent and Its Impact on the Surface Topography and Corrosion Resistance.” Ochrona przed Korozją 64(1): 3–7. DOI: 10.15199/40.2021.1.1. [15] M. Hayyan, M. A. Hashim, A. Hayyan, M. A. Al-Saadi, I. M. AlNashef, M. E. S. Mirghani, O. K. Saheed. 2013. “Are Deep Eutectic Solvents Benign or Toxic?” Chemosphere 90(7): 2193–2195. DOI: 10.1016/j.chemosphere. 2012.11.004. [16] J. Winiarski, M. Marczewski, W. Tylus. 2019. “Corrosion Resistance of 304 Stainless Steel after Anodic Polarization in Choline Chloride-Oxalic Acid Non-Aqueous Bath.” Ochrona przed Korozją 62(3): 78–81. DOI: 10.15199/40.2019.3.3. [17] A.-M. Popescu, V. Constantin, M. Olteanu, O. Demidenko, K. Yanushkevich. 2011. “Obtaining and Structural Characterization of the Electrodeposited Metallic Copper from Ionic Liquids.” Revista de Chimie 62(6): 626–631. [18] N. Dsouza, M. Appleton, A. Ballantyne, A. Cook, R. Harris, K. S. Ryder. 2014. “Removal of Casting Defects from CMSX-4® and CMSX-10® Alloys by Electropolishing in a Novel Electrolyte; Deep Eutectic Solvent.” MATEC Web of Conferences 14: 13007. DOI: 10.1051/matecconf/20141413007. [19] ISO 4301-304-00-I. [20] A.-M. Popescu, C. Donath, V. Constantin. 2014. “Density, Viscosity, and Electrical Conductivity of Three Choline Chloride Based Ionic liquids.” Bulgarian Chemical Communications 46(3): 452–457. [21] E. Łyczkowska-Widłak, P. Lochyński, G. Nawrat. 2020. “Electrochemical Polishing of Austenitic Stainless Steels.” Materials 13(11): 2557. DOI: 10.3390/ ma1311255. [22] D. J. Arrowsmith, A. W. Clifford. 1980. “The Influence of Copper on the Electropolishing of Stainless Steel.” Transactions of the IMF 58(1): 63–66. DOI: 10.1080/00202967.1980.11870527. [23] M. C. Biesinger, B. P. Payne, A. P. Grosvenor, L. W. M. Lau, A. R. Gerson, R. S. C. Smart. 2011. “Resolving Surface Chemical States in XPS Analysis of First Row Transition Metals, Oxides, and Hydroxides: Cr, Mn, Fe, Co, and Ni.” Applied Surface Science 257(7): 2717–2730. DOI: 10.1016/j.apsusc.2010.10.051. [24] http://www.xpsfitting.com/search/label/Chromium (access: 28.05.2021). [25] B. R. Strohmeier. 1990. “An ESCA Method for Determining the Oxide Thickness on Aluminum Alloys.” Surface and Interface Analysis 15: 51–56. DOI: 10.1002/sia.740150109. [26] M. C. Biesinger, B. P. Payne, L. W. M. Lau, A. Gerson, R. S. C. Smart. 2009. “X-ray Photoelectron Spectroscopic Chemical State Quantification of Mixed Nickel Metal, Oxide, and Hydroxide Systems.” Surface and Interface Analysis 41(4): 324–332. DOI: 10.1002/sia.3026. [27] A. Laszczyńska, W. Tylus, J. Winiarski, I. Szczygieł. 2017. “Evolution of Corrosion Resistance and Passive Film Properties of Ni-Mo Alloy Coatings during Exposure to 0.5 M NaCl Solution.” Surface and Coatings Technology 317: 26–37. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.03.043. [28] V. Zatkalíková, L. Markovičová. 2019. “Corrosion Resistance of Electropolished AISI 304 Stainless Steel in Dependence of Temperature.” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 465(1): 012011. DOI: 10.1088/1757-899X/465/1/012011. [29] S. Gao, C. Dong, H. Luo, K. Xiao, X. Li. 2014. “Electrochemical Behavior and Nonlinear Mott-Schottky Characterization of a Stainless Steel Passive Film.” Analytical Letters 47(7): 1162–1181. DOI: 10.1080/00032719.2013.865201. [30] F. Mohammadi, T. Nickchi, M. M. Attar, A. Alfantazi. 2011. “EIS Study of Potentiostatically Formed Passive Film on 304 Stainless Steel.” Electrochimica Acta 56(24): 8727–8733. DOI: 10.1016/j.electacta.2011.07.072.
Zeszyt
OCHRONA PRZED KOROZJĄ- e-zeszyt (pdf) 2024-4
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
55.00 zł
Do koszyka
Prenumerata
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
504.00 zł
Do koszyka
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna
636.00 zł brutto
588.89 zł netto
47.11 zł VAT
(stawka VAT 8%)
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - pakowanie i wysyłka
42.00 zł brutto
34.15 zł netto
7.85 zł VAT
(stawka VAT 23%)
678.00 zł
Do koszyka
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
762.00 zł brutto
705.56 zł netto
56.44 zł VAT
(stawka VAT 8%)
762.00 zł
Do koszyka
Open Access
Zeszyt
2024-4
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH