Časopis KOM

Výzkumné články

Elektrodepozice slitinových povlaků s vysokou entropií z vodného elektrolytu / Electrodeposition of high entropy alloy coating from water bath

Bárta J., Ivanová S., Pazderová M.
2018, 62 (1), 1–5

Citace (ACS): Bárta, J.; Ivanová, S.; Pazderová, M. Elektrodepozice slitinových povlaků s vysokou entropií z vodného elektrolytu / Electrodeposition of high entropy alloy coating from water bath . Koroze a ochrana materiálů 2018, 62 (1), 1–5.

Citace (ISO): Bárta, J.; Ivanová, S.; Pazderová, M. Elektrodepozice slitinových povlaků s vysokou entropií z vodného elektrolytu / Electrodeposition of high entropy alloy coating from water bath . Koroze a ochrana materiálů 2018, vol. 62, no. 1, p. 1–5.

Slitiny s vysokou entropií (HEA) budí již několik let pozornost díky jejich předpokládané odolnosti vůči poškrábání, korozi a teplotě a také zajímavým magnetickým vlastnostem. Obvykle se připravují obloukovým tavením nejméně pěti čistých prvků. Článek se zabývá elektrodepozicí slitiny z pěti prvků z vodné lázně. Tento způsob přípravy nebyl dosud popsán. Povlak HEA složený z Fe, Co, Ni, Mn a Mo nebo Zn byl úspěšně elektrolyticky nanesen na ocelový, měděný a další kovové substráty. Substráty byly před depozicí broušeny a ultrazvukově čištěny v acetonu. Získané tenké vrstvy byly zdokumentovány optickou mikroskopií a SEM technikami. Přesné složení vrstev bylo určeno analýzou EDS a XRF. Scratch testy a zrychlené korozní testy byly provedeny za účelem posouzení jejich odolnosti. Elektrochemické vlastnosti byly stanoveny měřením polarizačních křivek.

High entropy alloys (HEAs) have been in focus of scientist for past few years owing to their predicted scratch, corrosion and temperature resistance and also to interesting magnetic properties. They are usually prepared by arc melting of at least 5 pure elements. This article deals with electrodeposition of such five-element alloy from water bath, which have not been yet reported. The HEA coating consisting of Fe, Co, Ni, Mn and Mo or Zn was successfully electrodeposited on steel, copper and other metallic substrates. Substrates were polished and treated by sonication in acetone prior to electrodeposition. Obtained thin layers were documented by optical microscopy and SEM techniques. Their exact composition was determined by EDS and XRF analysis. Scratch and accelerated corrosion tests were performed to asses their resistance properties. Electrochemical properties were determined by measurements of polarization curves.

 

Klíčová slova: povlak s vysokou entropií, elektronová mikroskopie, polarizační křivky

Keywords: high entropy coating, SEM, potentiodynamic curves

Výzkumné články

Deposition of titanium based coatings by reactive detonation spraying / Depozice povlaku na bázi titanu reaktivním detonačním nástřikem

Panin S., Vlasov I., Dudina D., Ulyanitsky V., Stankevich R., Batraev I., Maruschak P., Landová M.
2018, 62 (1), 6–13

Citace (ACS): Panin, S.; Vlasov, I.; Dudina, D.; Ulyanitsky, V.; Stankevich, R.; Batraev, I.; Maruschak, P.; Landová, M. Deposition of titanium based coatings by reactive detonation spraying / Depozice povlaku na bázi titanu reaktivním detonačním nástřikem . Koroze a ochrana materiálů 2018, 62 (1), 6–13.

Citace (ISO): Panin, S.; Vlasov, I.; Dudina, D.; Ulyanitsky, V.; Stankevich, R.; Batraev, I.; Maruschak, P.; Landová, M. Deposition of titanium based coatings by reactive detonation spraying / Depozice povlaku na bázi titanu reaktivním detonačním nástřikem . Koroze a ochrana materiálů 2018, vol. 62, no. 1, p. 6–13.

The structure and mechanical properties of the coatings formed by reactive detonation spraying of titanium in a wide range of spraying conditions were studied. The variable deposition parameters were the nature of the carrier gas, the spraying distance, the O2/C2H2 ratio, and the volume of the explosive mixture. The phase composition of the coatings and the influence of the spraying parameters on the mechanical properties of the coatings were investigated. In addition, nanohardness of the individual phases contained the coatings was evaluated. It was found that the composition of the strengthening phases in the coatings depends on the O2/C2H2 ratio and the nature of the carrier gas. Detonation spraying conditions ensuring the formation of composite coatings with a set of improved mechanical properties are discussed.

V příspěvku jsou studovány struktura a mechanické vlastnosti povlaků připravených reaktivním nástřikem titanu za široké škály aplikačních parametrů. Těmi byly zejména složení nosného plynu, vzdálenost trysky, poměr kyslíku a acetylénu, a objem směsi. Bylo sledováno fázové složení povlaku a vliv jmenovaných parametrů a nanotvrdost jednotlivých fází. Přítomnost vyztužujících fází závisí hlavně na poměru kyslík/acetylén a složení směsi nosného plynu. Tato metoda žárového nástřiku poskytuje kompozitní povlak se zlepšenými mechanickými vlastnostmi.

 

Keywords: titanium, reactive detonation coating, nanohardness, SEM, bending test

Klíčová slova: titan, reakční detonační nástřik, nanotvrdost, elektronová mikroskopie, ohybový test

Výzkumné články

Vývoj vrstvy vápenatého fosfátu-dihydrátu (DCPD) pripravenej metódou large amplitude sinusoidal voltammetry (LASV) na koróznu odolnosť horčíkovej zliatiny ZW3 v prostredí obsahujúcom chloridy / Evolution of the dicalcium phosphate-dihydrate (DCPD) coating created by large amplitude sinusoidal voltammetry (LASV) on corrosion resistance of the ZW3 magnesium alloy in chloride containing environment

Kajánek D., Hadzima B., Pastorek F., Neslušan Jacková M.
2018, 62 (1), 14–18

Citace (ACS): Kajánek, D.; Hadzima, B.; Pastorek, F.; Neslušan, J. Vývoj vrstvy vápenatého fosfátu-dihydrátu (DCPD) pripravenej metódou large amplitude sinusoidal voltammetry (LASV) na koróznu odolnosť horčíkovej zliatiny ZW3 v prostredí obsahujúcom chloridy / Evolution of the dicalcium phosphate-dihydrate (DCPD) coating created by large amplitude sinusoidal voltammetry (LASV) on corrosion resistance of the ZW3 magnesium alloy in chloride containing environment . Koroze a ochrana materiálů 2018, 62 (1), 14–18.

Citace (ISO): Kajánek, D.; Hadzima, B.; Pastorek, F.; Neslušan, J. Vývoj vrstvy vápenatého fosfátu-dihydrátu (DCPD) pripravenej metódou large amplitude sinusoidal voltammetry (LASV) na koróznu odolnosť horčíkovej zliatiny ZW3 v prostredí obsahujúcom chloridy / Evolution of the dicalcium phosphate-dihydrate (DCPD) coating created by large amplitude sinusoidal voltammetry (LASV) on corrosion resistance of the ZW3 magnesium alloy in chloride containing environment . Koroze a ochrana materiálů 2018, vol. 62, no. 1, p. 14–18.

Tento príspevok je zameraný na prípravu vrstvy vápenatého fosfátu-dihydrátu (DCPD) na povrchu horčíkovej zliatiny ZW3. Na prípravu tejto vrstvy bola použitá katódová elektrodepozíčná metóda nazvaná Large Amplitude Sinusiodal Voltammetry (LASV). Vrstva DCPD bola pripravená pri teplote 22 ± 2 °C s využitím elektrolytu zloženého z 0,1M Ca(NO3).4H2O, 0,06M NH4H2PO4 a H2O2. Na hodnotenie elektrochemických charakteristík bola použitá elektrochemická impedančná spektroskopia (EIS) v prostredí 0,1M NaCl. Získané dáta vo forme Nyquistových diagramov boli analyzované metódou ekvivalentných obvodov. Zo získaných hodnôt polarizačného odporu Rp je zrejmé, že vrstva vápenatého fosfátu-dihydrátu (DCPD) pripravená LASV elektrodepozíciou zvyšuje koróznu odolnosť zliatiny ZW3 vo zvolenom prostredí.

The contribution is focused on the preparation of coating based on the dicalcium phosphate-dihydrate (DCPD) on the surface of ZW3 magnesium alloy. For the preparation of the coating a cathodic electrodeposition technique called Large Amplitude Sinusoidal Voltammetry (LASV) was used. The DCPD layer was prepared at the temperature of 22 ± 2 °C in electrolyte composed of 0.1M Ca(NO3).4H2O, 0,06M NH4H2PO4 and H2O2. Electrochemical characteristics were evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 0.1M NaCl solution. The obtained data in form of Nyquist plots were analysed by the equivalent circuit method. It is clear from the measured values of polarization resistance Rp that dicalcium phosphate-dihydrate (DCPD) layer prepared by LASV electrodeposition technique improved corrosion resistance of ZW3 alloy in the chosen environment.

 

Klíčová slova: vápenatý fosfát, impedanční spektroskopie, polarizační odpor

Keywords: calcium phosphate, EIS, LPR

Výzkumné články

Testování odolnosti vysokoteplotních slitin v prostředí helia s obsahem stopových příměsí /High temperature alloys stability testing in impure helium

Berka J., Marušáková D., Kalivodová J.
2018, 62 (1), 19–25

Citace (ACS): Berka, J.; Marušáková, D.; Kalivodová, J. Testování odolnosti vysokoteplotních slitin v prostředí helia s obsahem stopových příměsí /High temperature alloys stability testing in impure helium . Koroze a ochrana materiálů 2018, 62 (1), 19–25.

Citace (ISO): Berka, J.; Marušáková, D.; Kalivodová, J. Testování odolnosti vysokoteplotních slitin v prostředí helia s obsahem stopových příměsí /High temperature alloys stability testing in impure helium . Koroze a ochrana materiálů 2018, vol. 62, no. 1, p. 19–25.

V rámci zapojení českých výzkumných organizací do mezinárodního výzkumu materiálů pro pokročilé jaderné reaktory bylo testováno několik druhů kovových slitin. Vzorky byly nejprve dlouhodobě (až 1500 hod.) exponovány v atmosféře simulující chladivo vysokoteplotních plynem chlazených reaktorů při teplotě 750-900 °C, po expozici byly zkoumány změny materiálu, především změny mikrostruktury kovu, hloubka korozního napadení, tloušťka a složení korozní vrstvy a v některých případech i mechanické vlastnosti. V tomto článku jsou prezentovány vybrané výsledky testů slitiny 800 H, austenitické oceli 316L a vysokoteplotních niklových slitin.

Within the national and international research program of materials for advanced nuclear reactors Czech organizations contributed with several tests of metallic alloys. The specimens of the alloys were first exposed in the long term (up to 1500 hours) in simulated advanced gas cooled reactor coolant environment at 750-900 °C. After exposure the degradation of tested materials was explored, especially changes in material microstructure, corrosion damage and corrosion layer composition and in some cases also changes in mechanical properties were observed. In this paper selected results of exposure tests in high temperature helium of alloy 800 H, austenitic steel 316L and high-temperature nickel alloys are presented.

 

Klíčová slova: niklová slitina, korozivzdorná ocel, elektronová mikroskopie, He chladivo 

Keywords: nickel alloy, stainless steel, SEM, helium coolant

Výzkumné články

Studium triacetátových kinematografických filmů a magnetické zvukové stopy pomocí infračervené spektroskopie / Study of triacetate cinematographic films and magnetic audio track by infrared spectroscopy

Knotek V., Korandová P., Kalousková R., Ďurovič M.
2018, 62 (1), 26–32

Citace (ACS): Knotek, V.; Korandová, P.; Kalousková, R.; Ďurovič, M. Studium triacetátových kinematografických filmů a magnetické zvukové stopy pomocí infračervené spektroskopie / Study of triacetate cinematographic films and magnetic audio track by infrared spectroscopy . Koroze a ochrana materiálů 2018, 62 (1), 26–32.

Citace (ISO): Knotek, V.; Korandová, P.; Kalousková, R.; Ďurovič, M. Studium triacetátových kinematografických filmů a magnetické zvukové stopy pomocí infračervené spektroskopie / Study of triacetate cinematographic films and magnetic audio track by infrared spectroscopy . Koroze a ochrana materiálů 2018, vol. 62, no. 1, p. 26–32.

Převážná část sbírek kinematografických filmů uložených ve filmových archivech je vyrobena na triacetátové podložce, přičemž od 50. do 80. let 20 století byla k záznamu zvuku používána magnetická stopa. Při velkém množství archivních materiálů archivy často neznají chemické složení filmových podložek ani historii užívání a míru degradace. Proto bylo pomocí infračervené spektroskopie zkoumáno chemické složení tří archivních filmů s magnetickou zvukovou stopou a jednoho zástupce současného filmového pásu FOMAPAN. Vybrané vzorky byly uměle stárnuty za zvýšené teploty a vlhkosti, přičemž byla hodnocena míra degradace filmové podložky pomocí infračervené spektroskopie, rozměrových změn a gravimetrie. Na základě měření bylo zjištěno, že všechny zkoumané filmy jsou vyrobeny z triacetátu celulózy a pojivem zvukové magnetické stopy je nitrát celulózy. Pro zjištění míry degradace pojiva zvukové stopy a triacetátové podložky byl vytvořen index degradace, který vyjadřuje poměr intenzit pásů charakteristických skupin v infračervených spektrech. V práci je ukázáno, že pomocí infračervené spektroskopie lze snadno určit chemické složení kinematografických filmů a pomocí vhodně zvoleného indexu degradace kvantifikovat míru degradace a aktuální stav filmové podložky.

Most of the cinematographic film collections stored in film archives are made on a triacetate base, and from the 1950s to the 1980s, a magnetic track was used to record sound. With a large number of archive materials, archives often do not know the chemical composition of film bases, history of use and degradation rates. Therefore, the chemical composition of three films with a magnetic audio track and one representative of the modern film FOMAPAN were investigated by infrared spectroscopy. Selected samples were artificially aged at elevated temperatures and humidity, and the rate of degradation of the film was evaluated by infrared spectroscopy, dimensional changes and gravimetric analysis. Based on the measurements, all of the examined films were made from cellulose triacetate and the binder of the magnetic trackswas cellulose nitrate. To determine the degree of degradation of the binder of the audio track and the triacetate base, a degradation index was created which expresses the ratio of the bandwidths of the characteristic groups in the infrared spectra. It is shown that infrared spectroscopy makes it easy to determine the chemical composition of cinematographic films and to quantify the rate of degradation and the current state of the film base using a suitably chosen degradation index.

 

Klíčová slova: triacetátové filmové podložky, umělé stárnutí, infračervená spektroskopie

Keywords: triacetate film base, artificial ageing, FTIR