Časopis KOM

Obálka

Obálka

AKI
2013, 57 (4)
 
Výzkumné články

ZrO 2 vrstvy pro bioaplikace / ZrO 2 coatings for bioapplication

Fojt J., Joska L., Cvrček L., Březina V.
2013, 57 (4), 93–98

Citace (ACS): Fojt, J.; Joska, L.; Cvrček, L.; Březina, V. ZrO 2 vrstvy pro bioaplikace / ZrO 2 coatings for bioapplication. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (4), 93–98.

Citace (ISO): Fojt, J.; Joska, L.; Cvrček, L.; Březina, V. ZrO 2 vrstvy pro bioaplikace / ZrO 2 coatings for bioapplication. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 4, p. 93–98.

Pro odstínění povrchu potenciálně škodlivých kovových biomateriálů (například kobaltové slitiny) lze s úspěchem využít jejich povlakování inertní vrstvou. Biologicky bezproblémovým materiálem je oxid zirkoničitý, který lze na povrch materiálů deponovat v tenkých vrstvách. V práci byl studován vliv ZrO2 povlaku z hlediska jeho bariérových vlastností na různě upravených površích a z hlediska bioaktivity. Experimenty probíhaly ve fyziologickém roztoku o dvou úrovních pH a ve fyziologickém roztoku s přídavkem fluoridových iontů. Složení povlaků bylo hodnoceno metodou XPS, interakce s prostředím pak elektrochemickou impedanční spektroskopií a potenciodynamickými křivkami. Biologické testy byly realizovány s buněčnou linií MG 63. Elektrochemická měření ukázala na dobré bariérové vlastnosti povlaku na leštěných i tryskaných vzorcích v prostředí fyziologického roztoku. V přítomnosti fluoridových iontů se již negativně projevila porozita vrstev. U tryskaného vzorku byl bariérový efekt minimální. Leštěný vzorek vykazoval výrazně lepší vlastnosti. Z hlediska buněčné interakce se vzorky chovaly srovnatelně s titanem.

To shield the surface of potentially harmful metallic biomaterials (e.g. cobalt compounds), application of an inert coating is very successful. Zircon dioxide, which can be deposited on the surface in thin layers is a biologically inert material. The paper studies the impact of the ZrO2 coating in terms of its barrier properties on various surfaces and in terms of bioactivity. The experiments were carried out in physiological solution with two levels of pH and in physiological solution with the addition of fluoride ions. The composition of coatings was assessed by the XPS method, the interaction with environment was studied using the electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic curves. Biological tests were performed with MG 63 cell line. Electrochemical measurements indicated good barrier properties of the coating on polished and blasted specimens in the physiological solution environment. Porosity of layers has already shown negative impacts in the presence of fluoride ions. The barrier effect was minimal on the blasted specimen. The polished specimen showed much better properties. The specimens were comparable with titanium in terms of cell interaction.

Klíčová slova: povlak ZrO2, Ti slitina, EIS, XPS

Keywords: ZrO2 coating, Ti alloy, EIS, XPS

Výzkumné články

Bimolekulární mechanizmus bezproudého niklování na hořčíkových slitinách / Bimolecular mechanism of electroless coating of magnesium alloys

Kosár P., Zmrzlý M., Wasserbauer J.
2013, 57 (4), 99–103

Citace (ACS): Kosár, P.; Zmrzlý, M.; Wasserbauer, J. Bimolekulární mechanizmus bezproudého niklování na hořčíkových slitinách / Bimolecular mechanism of electroless coating of magnesium alloys. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (4), 99–103.

Citace (ISO): Kosár, P.; Zmrzlý, M.; Wasserbauer, J. Bimolekulární mechanizmus bezproudého niklování na hořčíkových slitinách / Bimolecular mechanism of electroless coating of magnesium alloys. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 4, p. 99–103.

Tento článek se zabývá studiem možného mechanizmu bezproudého niklování. Pro bezproudou depozici Ni–P povlaku byla použita hořčíková slitina AZ91, kdy primárním cílem výzkumu byla optimalizace postupu niklování pro tuto slitinu. Při optimalizaci niklovací lázně bylo u vzorku B23 použito poloviční množství redukčního činidla. Dosavadní výzkum v této oblasti předpokládá monomolekulární mechanizmus, který odpovídá reakci prvního řádu. U všech Ni–P povlaků byl pomocí EDS analýzy na elektronovém rastrovacím mikroskopu stanoven obsah fosforu a niklu. Následně byly provedeny výpočty, které potvrdily pokles poměru Ni/P ve vyloučeném povlaku o jednu čtvrtinu. Tato skutečnost by mohla odpovídat bimolekulárnímu mechanizmu bezproudého niklování.

This paper deals with the study of possible mechanism of electroless nickel plating. Magnesium alloy AZ91 was used as a substrate for electroless deposition of Ni–P coating. The primary objective of the research was the optimization of plating process for this alloy. During the optimization of nickel plating in case of the sample B23, the half- amount of reducing agent was used. Previous research in this fi eld assumed monomolecular mechanism which corresponds to a fi rst order reaction. All Ni–P coatings were analysed by EDS at scanning electron microscope and the content of phosphorus and nickel was estimated. Calculations were then performed that confi rmed decrease of ratio Ni /P in the coatings by one quarter. This could correspond to bimolecular mechanism of electroless nickel plating.

Klíčová slova: bezproudé niklování, Mg slitina

Keywords: electroless Ni plating, Mg alloy

Technologické zajímavosti a články z praxe

Ochrana proti účinkům bludných proudů – trvalé zemní kotvy – 16 let monitorování chování trvalých zemních kotev / Stray current induced corrosion protection – permanent ground anchors - 16 years monitoring

Kučera B.
2013, 57 (4), 104–114

Citace (ACS): Kučera, B. Ochrana proti účinkům bludných proudů – trvalé zemní kotvy – 16 let monitorování chování trvalých zemních kotev / Stray current induced corrosion protection – permanent ground anchors - 16 years monitoring. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (4), 104–114.

Citace (ISO): Kučera, B. Ochrana proti účinkům bludných proudů – trvalé zemní kotvy – 16 let monitorování chování trvalých zemních kotev / Stray current induced corrosion protection – permanent ground anchors - 16 years monitoring. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 4, p. 104–114.

V polovině devadesátých let byly poprvé aplikovány principy ochrany předpjaté výztuže trvalých zemních kotev proti korozním účinkům bludných proudů a agresivity prostředí ve velkém rozsahu a s několika výrobci zemních kotev na stavbě výrobního závodu KORADO v České Třebové. Byly stanoveny pro výrobce požadavky na systém elektricky izolačního provedení kotev. V rámci výstavby byla důsledně prováděna kontrola dodavatelů a byla prováděna kontrolní měření. Po dokončení stavby se provádí periodické měření vlivu bludných proudů ve výrobním závodu KORADO v ČR každých pět let včetně kontrolních měření na všech pěti stech zemních kotvách. Základní elektrické údaje odečítá provozovatel každý rok. Příspěvek nabízí zkušenosti s danou problematikou v praxi a poukazuje na unikátní dlouhodobý sběr měřených dat.

The principles of stray current corrosion protection of pre-stressed permanent ground anchors were firstly extensively applied in the middle of 90s in newly built KORADO factory in Česká Třebová. The electrical insulation requirements of the anchors were defi ned. The suppliers were thoroughly checked and inspection measurements were carried out. Since finalization of the factory, the impact of stray currents has been monitored periodically every 5 years, including check measurements at all 500 ground anchors. The fundamental electrical values are collected by the operator. The paper provides practical experiences with the subject and shows a unique long-term collection of data.

Klíčová slova: bludné proudy, trvalé zemní kotvy

Keywords: stray currents, permanent ground anchors

Přehledové články (review)

Předpokládaná účinnost konverzních povlaků proti aktivaci zinkované oceli v modelových pórových roztocích betonu / Efficiency of conversion coatings against activation of galvanized steel in model concrete pore solutions

Pokorný P.
2013, 57 (4), 115–126

Citace (ACS): Pokorný, P. Předpokládaná účinnost konverzních povlaků proti aktivaci zinkované oceli v modelových pórových roztocích betonu / Efficiency of conversion coatings against activation of galvanized steel in model concrete pore solutions. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (4), 115–126.

Citace (ISO): Pokorný, P. Předpokládaná účinnost konverzních povlaků proti aktivaci zinkované oceli v modelových pórových roztocích betonu / Efficiency of conversion coatings against activation of galvanized steel in model concrete pore solutions. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 4, p. 115–126.

Přehledový článek popisuje především konverzní povlaky, které na základě předešlých převážně výzkumných prací, mohou poskytnout ochranu zinkované oceli proti korozi v aktivním stavu za vývoje vodíku v čerstvém betonu. U každého druhu povlaku je diskutován mechanizmus jeho vzniku, jeho složení a základní vlastnosti, případně pak jeho odolnost v alkalickém prostředí. Je zmíněna i současná legislativní problematika spjatá s případným užíváním povlaků na zinkované oceli a korozní zkoušky povlaků v modelových pórových roztocích nebo skutečném betonu.

The review paper describes mostly conversion coatings, which, referring to previous research studies, may provide protection to galvanized steel against corrosion in an active state concurrently with the evolution of hydrogen in fresh concrete. Each type of coating is discussed in terms of the mechanism of its formation, its composition and basic properties, or , as the case may be, its resistance in the alkaline environment. The applicable legislation relating to the use of coatings based on galvanised steel is mentioned as well as corrosion tests of coatings in model pore solutions or in real concrete.

Klíčová slova: pozinkovaná výztuž, konverzní povlak

Keywords: galvanized rebar, conversion coating

Přehledové články (review)

Chemický režim reaktoru chlazeného nadkritickou vodou / Water chemistry for supercritical water-cooled reactor

Křečanová E., Zychová M., Kysela J.
2013, 57 (4), 127–134

Citace (ACS): Křečanová, E.; Zychová, M.; Kysela, J. Chemický režim reaktoru chlazeného nadkritickou vodou / Water chemistry for supercritical water-cooled reactor. Koroze a ochrana materiálů 2013, 57 (4), 127–134.

Citace (ISO): Křečanová, E.; Zychová, M.; Kysela, J. Chemický režim reaktoru chlazeného nadkritickou vodou / Water chemistry for supercritical water-cooled reactor. Koroze a ochrana materiálů 2013, vol. 57, no. 4, p. 127–134.

Cílem tohoto článku je představit požadavky na chemický režim pro reaktor chlazený superkritickou vodou (SCWR = SuperCritical Water-cooled Reactor). V technologii reaktoru chlazeného nadkritickou vodou dochází k přeměně podkritické vody na nadkritickou (SCW = SuperCritical Water), s čímž je spojena proměna mnoha vlastností média. Vliv, který tyto změny budou mít na celý systém elektrárny, ještě není dostatečně prozkoumán. Jako chladivo pro jaderné bloky tak nadkritická voda vnáší do problematiky chemických režimů nová témata, kterými je potřeba se zabývat. Těmito tématy jsou především: vysoká korozní rychlost konstrukčních materiálů, precipitace rozpuštěných nečistot a korozních produktů na palivovém pokrytí, omezení přestupu tepla z paliva na médium a lokální přehřívání paliva, erozní poškozování turbíny vlivem transportu aktivovaných korozních produktů, s tím související nárůst aktivity v celém primárním okruhu a ohrožení zaměstnanců elektrárny, radiolýza vody a rozpouštění organických látek, jejich reakce s heteroatomy, a tím způsobený vznik solných úsad. Z hlediska těchto rizik je velmi důležitá čistota chladiva. Předpoklad je, že chemický režim nadkritickou vodou chlazeného reaktoru bude vycházet z chemického režimu pro současné varné reaktory  (BWRs = Boiling Water Reactors).

The aim of this article is to introduce the water chemistry requirements for Supercritical Water-cooled Reactor (SCWR). In the SCWR technology takes place a conversion of subcritical water into supercritical water (SCW). This conversion represents a change of many medium properties. The fi nal effect of the changes on the power plants system is not enough explored yet. As a coolant of nuclear units, supercritical water brings in the issue of water chemistry new topics that need to be followed. These topics include: high corrosion rate of structural materials, precipitation of dissolved impurities and corrosion products on the fuel cladding, limitation of heat transfer from the fuel to the medium and local overheating of the fuel, erosion damage of the turbine due to the activated corrosion products transport, with this transport related increase of activity throughout the primary circuit representing a danger to staff power, the water radiolysis and dissolution of organic substances, their reaction with heteroatoms and thereby caused formation of salt deposits. From these risks point of view is very important the purity of the coolant. The assumption is that the water chemistry of SuperCritical Water-cooled Reactor will be based on the water chemistry of present Boiling Water Reactors (BWRs).

Klíčová slova: chemický režim, reaktor chlazený nadkritickou vodou

Keywords: water chemistry, supercritical water cooled reactor