Doktorski i znanstveni magistarski radovi
Poboljšanje korozijske zaštite nehrđajućeg čelika nanostrukturnim sol-gel ZrO2 filmovima
2016.
Doktorski rad
Sveučilište u Zagrebu, Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno-matematički fakultet, Kemijski odsjek
https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:217:213329
U ovom radu nanostrukturni filmovi cirkonijevog dioksida stabilizirani itrijevim oksidom (YSZ) pripravljeni su sol-gel postupkom i tehnikom uranjanja naneseni na podloge od austenitnog nehrđajućega čelika AISI 316L (X2CrNiMo17-2-2). Istraživanje je usmjereno na optimiranje procesnih parametara priprave YSZ filmova. Određen je utjecaj udjela stabilizatora kristalne faze, broja slojeva, brzine nanošenja slojeva, vremena kvašenja te temperature i atmosfere toplinske obrade. Za karakterizaciju sol-gel filmova ZrO2 i njegovih praškastih oblika korištene su sljedeće analitičke tehnike: difrakcija rentgenskog zračenja u polikristalnom uzorku (PXRD), infracrvena spektroskopija s Fourierovom transformacijom (FTIR), Ramanova spektroskopija, diferencijalna toplinska analiza/termogravimetrija (DTA/TG) i diferencijalna pretražna kalorimetrija/termogravimetrija (DSC/TG), analiza oslobođenih plinova sa spektrometrijom masa (EGAMS), optička emisijska spektrometrija s tinjajućim izbojem (GDOES), pretražna elektronska mikroskopija uz energijski razlučujuću rentgensku spektroskopjiu (SEM/EDS) te mikroskopija atomskih sila (AFM). Istraživanja korozijske otpornosti nezaštićenog nehrđajućega čelika te čelika prevučenog nanostrukturnim sol-gel ZrO2 filmovima provedena su elektrokemijskim mjernim tehnikama potenciodinamičke polarizacije (Tafelova ekstrapolacija) i elektrokemijske impedancijske spektroskopije (EIS) u mirujućem simuliranom morskom okolišu (3,5%-tna vodena otopina NaCl). Dugotrajnost zaštite koju pružaju keramički filmovi ispitana je elektrokemijskom impedancijskom spektroskopijom (EIS). Elektrokemijskim mjerenjima utvrđeno je da nanostrukturni sol-gel ZrO2 filmovi, posebice troslojni filmovi toplinski obrađeni u vakuumu na temperaturi 400 C, značajno povećavaju korozijsku postojanost nehrđajućega čelika u 3,5%-tnoj vodenoj otopini NaCl.
elektrokemijske tehnike korozija nehrđajući čelik sol-gel toplinska obrada vakuum ZrO2 film
Autori Bačić, Ivana (Autor)
Mentori Ćurković, Lidija (Mentor) (mbz: 189524) ; Otmačić Ćurković, Helena (Mentor) (mbz: 235174)
Povjerenstvo za obranu Soldin, Željka (Predsjednik povjerenstva) ; Ćurković, Lidija (Član povjerenstva) (mbz: 189524) ; Otmačić Ćurković, Helena (Član povjerenstva) (mbz: 235174) ; Miljanić, Snežana (Član povjerenstva) ; Mandić, Zoran (Član povjerenstva) (mbz: 160011)
Alternativni naslovi
(engleski) Enhancement of corrosion protection of stainless steel by nanostructured sol-gel ZrO2 films
Alternativni sažeci
(engleski) Abstract In this thesis nanostructured films of zirconia stabilized with yttria were prepared by sol-gel method and deposited on the austenitic stainless steel AISI 316L (X2CrNiMo17-2-2) surface by dip coating method. Process parameters optimisation for YSZ films was the aim of the study. Influence of the amount of crystal structure stabiliser, number of layers, withdrawal speed, soaking time, temperature and atmosphere of thermal processing were determined. For the characterization of sol-gel ZrO2 films and its powders following analytical techniques were used: powder X-ray diffraction (PXRD), Fourier transform infrared (FTIR) and Raman spectroscopies, differential thermal/thermogravimetric analysis (DTA/TG), differential scanning calorimetry/thermogravimetric analysis (DSC/TG), evolved gas analysis-mass spectrometry (EGAMS), glow-discharge optical emission spectrometry (GDOES), scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS), atomic force microscopy (AFM). Electrochemical corrosion behaviour of the sol-gel ZrO2 films coated and uncoated stainless steel substrates was evaluated by electrochemical tests such as Tafel extrapolation and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in simulated marine environment (3.5 wt.% aqueous NaCl solution). Electrochemical tests confirmed that protection longevity of nanostructure sol-gel ZrO2 film, especially 3 layered films, thermally processed at 400 C in vacuum, significantly increased corrosion stability of stainless steel in 3.5 wt.% NaCl solution.
Alternativne ključne riječi
corrosion
electrochemical techniques
sol-gel
stainless steel
thermal processing
vacuum
ZrO2 thin film
Ustanova koja je dodijelila ak./str. stupanj
Sveučilište u Zagrebu, Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno-matematički fakultet, Kemijski odsjek
Studijski program
Kemija; sveučilišni; poslijediplomski doktorski
Umjetnička i znanstvena područja, polja i grane
Prirodne znanosti / Kemija / anorganska kemija
Datumi
Datum obrane: 20.12.2016.
Jezici
hrvatski
Verzija rada
obranjena verzija
Datum izrade zapisa
02.02.2017.
Broj posjeta
200
Broj preuzimanja
1081
Identifikatori