Tăng cường khả năng chống ăn mòn của bề mặt thép thông qua chế tạo bề mặt thép siêu kỵ nước có phủ lớp ZnO cấu trúc micro/nano
Tóm tắt
Bài báo giới thiệu quy trình đơn giản chế tạo bề mặt thép carbon với tính năng siêu chống thấm nước và khả năng bảo vệ ăn mòn tốt. Đầu tiên, bề mặt thép cacbon được phủ bởi lớp ZnO có cấu trúc micro/nano theo phương pháp sol-gel hay phương pháp thuỷ nhiệt, hoặc phương pháp phủ điện hoá để tăng độ gồ ghề cho bề mặt. Tiếp theo, bề mặt sẽ được biến đổi hoá học với hợp chất metyltriclorosilane để làm giảm năng lượng bề mặt. Bề mặt thép carbon sau khi phủ và biến đổi hoá học sẽ được phân tích thông qua các phép đo bằng máy hiển vi điện tử quét (SEM), phổ nhiễu xạ tia X (EDX), góc tiếp xúc với giọt nước, và đo khả năng chống ăn mòn. Sau khi tối ưu hoá quá trình chế tạo, ứng với quá trình phủ ZnO theo phương pháp phủ điện hoá, bề mặt thép trở lên siêu kỵ nước với góc tiếp xúc với nước là 152 ± 2o và có khả năng chống ăn mòn rất tốt trong dung dịch giả muối biển NaCl 3.5 wt% với hiệu suất bảo vệ đạt 93.12% .
Các tài liệu tham khảo
Aziz Fihri, Enrico Bovero, Abdullah Al-Shahrani, Abdullah Al-Ghamdi, and Gasan Alabedi, "Recent progress in superhydrophobic coating used for steel protection: A review", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 520, pp. 378 - 390, 2017. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2016.12.057.
Wided Chebil, Anisha Gokarna, Afif Fouzri, Nejeh Hamdaoui, Komla Nomenyo, and Gilles Lerondel, "Study of the growth time effect on the structural, morphological and electrical characteristics of ZnO/p-Si heterojunction diodes grown by sol-gel assisted chemical bath deposition method", Journal of Alloys Compounds, Vol. 771, pp. 448 - 455, 2018. DOI:10.1016/j.jallcom.2018.08.280.
E. Vazirinasab, R. Jafari, and G. Momen, "Application of superhydrophobic coatings as a corrosion barrier: A review", Surface and Coatings Technology, Vol. 341, pp. 40 - 56, 2018, DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.11.053.
Joseph M. Mabry, Ashwani Vij, Scott T. Iacono, and Brent D. Viers, "Fluorinated polyhedral oligomeric silsesquioxanes (F-POSS)", Angewandte Chemie International Edition, Vol. 47, No. 22, pp. 4137 - 4140, 2008. DOI: 10.1002/anie.200705355.
Jiale Yong, Feng Chen, Qing Yang, Jinglan Huo, and Xun Hou, "Superoleophobic surfaces", Chemical Society Reviews, Vol. 46, No. 14, pp. 4168 - 4217, 2017. DOI: 10.1039/C6CS00751A.
Yuanyuan Miao, Dalei Zhang, Ning Cao, Liuyang Yang, Hong Ju, Rabah Boukherroub, Xueqiang Lin, Huiping Lin, and Youhai Jin, "Mussel-inspired superhydrophobic surfaces on 316L stainless steel with enhanced corrosion resistance", Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 51, pp. 909 - 919, 2020. DOI: 10.1007/s11661-019-05573-7.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Renaud Dufour, Vincent Thomy, Vincent Senez, Rabah Boukherroub, and Yannick Coffinier, "Fabrication of superhydrophobic and highly oleophobic silicon-based surfaces via electroless etching method", Applied Surface Science, Vol. 295, pp. 38 - 43, 2014. DOI:10.1016/j.apsusc.2013.12.166.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Pham Van Tong, Chu Manh Hung, Nguyen Van Duy, Nguyen Viet Chien, Nguyen Van Vinh, Nguyen Thai Tuyen, and Nguyen Duc Hoa, "Nanoporous ZnO nanostructure synthesis by a facile method for superior sensitivity ethanol sensor applications", RSC Advances, Vol. 6, No. 69, pp. 64215 - 64218, 2016. DOI: 10.1039/C6RA11531D.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Philippe Brunet, Yannick Coffinier, and Rabah Boukherroub, "Quantitative testing of robustness on superomniphobic surfaces by drop impacts", Langmuir, Vol. 26, No. 23, pp. 18369 - 18373, 2010. DOI:10.1021/la103097y.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Nguyen Viet Chien, Nguyen Dang Nam, Tran Phuong Huy, Nguyen Van Kiet, and Nguyen Van Duy, "Simple method to fabricate superhydrophobic carbon steel surface", Petrovietnam Journal, Vol. 10, pp. 44 - 47, 2016.
Suvindraj Rajamanickam, Sabah M. Mohammad, and Z. Hassan, "Effect of zinc acetate dihydrate concentration on morphology of ZnO seed layer and ZnO nanorods grown by hydrothermal method", Colloid and Interface Science Communications, Vol. 38, pp. 100312, 2020. DOI: 10.1016/j.colcom.2020.100312.
Shixiang Lu, Haiyan Gao, Wenguo Xu, Sabine Szunerits, and Rabah Boukherroub, "Fabrication of stable homogeneous superhydrophobic HDPE/graphene oxide surfaces on zinc substrates", RSC Advances, Vol. 6, No. 35, pp. 29823 - 29829, 2016. DOI: 10.1039/C6RA03730E.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
