Deposition Rate and Electrochemical Corrosion Behavior of Nickel-Based Composite Coatings

Abstract

Контроль корозії металу є важливим з технічної, економічної, екологічної та естетичної точок зору. Оптимальним варіантом є використання покриттів для захисту металів і сплавів від корозії. Нікелювання є одним із найпоширеніших методів захисту менш благородних металевих поверхонь з початку століття. Потреба в покращених покриттях з кращою стійкістю до зносу та корозії призвела до розробки та використання композитних електростатичних покриттів. У статті композитні покриття Ni-PTiO2 були виготовлені електроосадженням при прямому струмі на мідних підкладках. Для визначення середнього розміру частинок і елементного хімічного складу покриттів використовували рентгеноструктурний аналіз (XRD) та енергодисперсійну спектроскопію (EDS). Електрохімічна корозійна поведінка композитних покриттів Ni-P-TiO2 у 3,5 мас. % NaCl характеризували за допомогою потенціодинамічного поляризаційного тесту та електрохімічної імпедансної спектроскопії (EIS). Результати показують, що наночастинки TiO2 включені в покриття. Швидкість осадження зростала зі збільшенням густини струму; мікротвердість покриттів помітно зростала зі збільшенням густини струму. Випробування на корозію показали, що 3 A.дм – 2 є оптимальним значенням прикладеної густини струму з точки зору найменшого значення Ecorr = – 504 мВ і найкращого опору передачі заряду Rp = 114,7 Ом.см2.

Metal corrosion control is technically, economically, environmentally and aesthetically important. The best option is to use coatings to protect metals and alloys from corrosion. Nickel plating is one of the most widely used methods for protecting less noble metal surfaces since the turn of the century. The need for improved coatings with better wear and corrosion resistance has led to the development and use of composite electrostatic deposits. In this paper, Ni-P-TiO2 composite coatings were fabricated by direct current electrodeposition on copper substrates. X-ray diffraction (XRD) analysis and energy dispersive spectroscopy (EDS) were employed to determine the average particle size of coatings elemental chemical composition. The electrochemical corrosion behavior of Ni-P-TiO2 composite coatings in 3.5 wt. % NaCl was characterized using a potentiodynamic polarization test and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results indicate that TiO2 nanoparticles are included in the coatings. The deposition rate increased with increasing current density; the microhardness of the coatings noticeably increased with current density. Corrosion tests have shown that 3 A.dm – 2 is the optimal value of the applied current density in terms of the lowest value Ecorr = – 504 mV and the best charge transfer resistance Rp = 114.7 Ω.cm2.