hrvatski

Nanostrukturirani sol-gel TiO2−ZrO2 filmovi: priprava, karakterizacija i povećanje otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika

Posljednjih godina inženjerstvo površina postalo je vrlo značajno područje u inženjerstvu materijala. Kako bi se poboljšala svojstva metalnih materijala razvijene su različite vrste prevlaka i razne tehnologije njihovog nanošenja na materijal podloge. Jedna od takvih tehnologija je i sol-gel postupak nanošenja tankih keramičkih filmova. U ovom radu su sol-gel postupkom, metodom uranjanja, naneseni TiO2−ZrO2 filmovi s jednim, tri i pet slojeva na podlogu od austenitnog nehrđajućeg čelika X2CrNiMo17-12-2 (AISI 316L). Za pripravu sola korišteni su titanov izopropoksid i cirkonijev butoksid kao prekursori, i-propanol kao otapalo, acetilaceton za peptizaciju te dušična kiselina kao katalizator. Nakon uranjanja, filmovi su kalcinirani pri 400 °C, odnosno 600 °C. U svrhu analize morfologije površina uzoraka provedene su SEM-EDS i AFM analize. XRD analizom određen je fazni sastav filmova, dok su GD-OES i TOF-ERDA spektrometrijom određene raspodjele pojedinih kemijskih elemenata po dubini uzoraka te debljine nanesenih filmova. Korozijska postojanost nehrđajućeg čelika s i bez filmova ispitana je u simuliranom morskom okolišu u 3 %-tnoj vodenoj otopini NaCl elektrokemijskom impedancijskom spektroskopijom, te u klorovodičnoj kiselini (koncentracije 0, 5 HCl mol/dm3) metodom linearne polarizacije i Tafelovom metodom ekstrapolacije. Rezultati ispitivanja pokazali su da su naneseni sol-gel TiO2−ZrO2 filmovi nanometarske veličine, kompaktni, homogeni i bez pukotina. XRD analiza pokazala je da su filmovi amorfne strukture. GD- OES i TOF-ERDA spektrometrijom utvrđeno je da se debljina filmova u nanometrima povećava što je veći broj nanesenih slojeva te što je veća temperatura kalciniranja. Također je potvrđeno da je omjer atomskih udjela Ti : Zr = 1 : 1 u svim sol-gel TiO2−ZrO2 filmovima. Elektrokemijskim ispitivanjima utvrđeno je da nanostrukturirani sol-gel TiO2−ZrO2 filmovi (posebice film kalciniran pri temperaturi od 400 °C) značajno povećavaju korozijsku postojanost nehrđajućeg čelika u 3 % -tnoj vodenoj otopini NaCl, kao i u otopini 0, 5 mol HCl/dm3.

TiO2−ZrO2; sol-gel; karakterizacija; otpornost koroziji

nije evidentirano