Impact of Bath Temperature on the Morphology, Composition, and Corrosion Resistance of Cerium Oxide Coatings Electrodeposited on Zinc

Abstract

У цьому дослідженні досліджується вплив температури ванни на електроосадження покриттів з оксиду церію (CeO2) на цинкових підкладках. Дослідження зосереджено на тому, як температура впливає на формування, морфологію, склад і стійкість до корозії нанесених плівок. Для аналізу цих ефектів була застосована комбінація скануючої електронної мікроскопії (SEM), енергодисперсійної спектроскопії (EDS), електрохімічної імпедансної спектроскопії (EIS) і потенціодинамічної поляризації. Результати показують, що найбільш стійкі до корозії покриття були отримані, коли процес електроосадження проводився при температурах від 20 °C до 30 °C. Підвищення температури ванни призвело до значних змін в адгезії покриття та морфології поверхні, при цьому більш високі температури сприяли нерівномірним моделям росту. Аналіз EDS показав, що зі збільшенням температури нанесені шари демонструють вищий вміст Zn і нижчий вміст Ce, що свідчить про залежну від температури зміну механізму осадження. Електрохімічні випробування підтвердили, що покриття, сформовані при кімнатній температурі, забезпечують оптимальний захист від корозії, демонструючи покращені бар’єрні властивості. Ці результати підкреслюють важливість контролю температури в процесі електроосадження для підвищення структурної цілісності та захисних характеристик покриттів CeO2, що робить їх придатними для корозійностійких застосувань у різних галузях промисловості.

This study investigates the influence of bath temperature on the electrodeposition of cerium oxide (CeO2) coatings on zinc substrates. The research focuses on how temperature affects the formation, morphology, composition, and corrosion resistance of the deposited films. To analyze these effects, a combination of scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and potentiodynamic polarization was employed. The findings reveal that the most corrosion-resistant coatings were obtained when the electrodeposition process was conducted at tem-peratures between 20 °C and 30 °C. Increasing the bath temperature led to significant modifications in coat-ing adhesion and surface morphology, with higher temperatures promoting irregular growth patterns. EDS analysis indicated that as the temperature increased, the deposited layers exhibited a higher Zn content and a lower Ce content, suggesting a temperature-dependent variation in the deposition mechanism. Electrochemical tests confirmed that coatings formed at room temperature provided optimal protection against corrosion, demonstrating improved barrier properties. These results highlight the importance of temperature control in the electrodeposition process to enhance the structural integrity and protective performance of CeO2 coatings, making them suitable for corrosion-resistant applications in various industries.