Corrosion par imagerie à l’interface métal-peinture utilisant la spectrométrie de masse ionique secondaire à temps de vol

Summary

La spectrométrie de masse ionique secondaire à temps de vol est appliquée pour démontrer la cartographie chimique et la morphologie de la corrosion à l’interface métal-peinture d’un alliage d’aluminium après avoir été exposée à une solution saline par rapport à un spécimen exposé à l’air.

Abstract

La corrosion développée à l’interface de peinture et d’aluminium (Al) métal-peinture d’un alliage d’aluminium est analysée en utilisant la spectrométrie de masse d’ions secondaires de temps de vol (ToF-SIMS), illustrant que les SIMS est une technique appropriée pour étudier la distribution chimique à un interface métal-peinture. Les coupons en alliage d’aluminium peints sont immergés dans une solution saline ou exposés à l’air uniquement. SIMS fournit la cartographie chimique et l’imagerie moléculaire 2D de l’interface, permettant la visualisation directe de la morphologie des produits de corrosion formés à l’interface métal-peinture et la cartographie du produit chimique après la corrosion se produit. La procédure expérimentale de cette méthode est présentée pour fournir des détails techniques pour faciliter des recherches similaires et mettre en évidence les pièges qui peuvent être rencontrés au cours de ces expériences.

Introduction

Les alliages d’Al ont des applications larges dans les structures d’ingénierie, telles que dans la technologie marine ou l’automobile militaire, attribuables à leur rapport élevé de force-à-poids, excellente formabilité, et résistance à la corrosion. Cependant, la corrosion localisée des alliages d’Al est encore un phénomène commun qui affecte leur fiabilité à long terme, durabilité, et l’intégrité dans diverses conditions environnementales¹. Le revêtement de peinture est le moyen le plus courant pour prévenir la corrosion. L’illustration de la corrosion développée à l’interface entre le métal et le revêtement de peinture peut fournir des infor....

Protocol

1. préparation de l’échantillon de corrosion

1. Fixation de l’échantillon al en résine et polissage
   1. Montez deux coupons en alliage Al (1 cm x 1 cm) en utilisant de la résine époxy dans des tasses à échantillon métallographique de 1,25 pouce et placez les coupons dans la hotte pendant la nuit ou jusqu’à ce que la résine soit complètement durcie.
   2. Sortez les tasses de cylindres en résine al des tasses d’échantillon. Polir les cylindres en résine al en utilisant du papier abrasif 240 avec de l’eau à un 300 rpm/150 tr/min dans le support pendant 1 min.
   3. Polir les cylindres en résine al à l’aide de la plaque de polissa....

Results

La figure 3 présente la comparaison des spectres de masse entre l’interface métal-peinture traitée avec une solution saline et l’interface exposée à l’air. Les spectres de masse des deux échantillons ont été acquis à l’aide d’un balayage à faisceau ionique de 25 kV bi₃⁺ en 300 μm x 300 μm rois. La résolution de masse (m/∆ m) de l’échantillon traité par solution salée était d’environ 5 600 à la crête de m/z^- 26. Les données brutes des spectres de masse ont été.......

Discussion

ToF-SIMS différencie les ions en fonction de leur temps de vol entre deux scintillateurs. La topographie ou l’échantillon de rugosité affecte le temps de vol des ions de différentes positions de départ, ce qui conduit généralement à une mauvaise résolution de masse avec une largeur accrue des pics. Par conséquent, il est essentiel que les ROIs analysés soient très plats, pour assurer une bonne collecte de signal⁸.

Un autre piège à éviter est la charge. Puisque l’interfa.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
0,05 et micro ; m Solution de polissage de la silice colloïdale	LECO	812-121-300	Solution de polissage final
1 & micro ; solution de polissage m	Pace Technologies	PC-1001-GLB	Solution de polissage à base d’eau
15 & micro ; m solution de polissage	Pace Technologies	PC-1015-GLBR	Solution de polissage à base d’eau
3 & micro ; solution de polissage m	Pace Technologies	PC-1003-GLG	Solution de polissage à base d’eau
6 & micro ; Solution de polissage Pace	Technologies	PC-1006-GLY	Solution de polissage à base d’eau
Balance	Mettler Toledo	11106015	Il est utilisé pour mesurer les produits chimiques.
Durcisseur époxy Epothin 2	Buehler	20-3442-064	Utilisé pour la coulée de supports d’échantillons
Résine époxy Epothin 2	Buehler	20-3440-128	Utilisé pour la coulée de supports d’échantillons Capteur
conductivité par chromatographie liquide à protéines rapides (FPLC)	Amersham  ;	AKTA FPLC	Utilisé pour mesurer la conductivité de la solution saline.
Tampon Final B	Allied	90-150-235	Utilisé pour 1 µ ; m et 0,05 & micro ; m  ; étapes de polissage
KCl  ;	Sigma-Aldrich	P9333	Utilisé pour préparer la solution saline.
Scie à basse vitesse	Buehler Isomet	11-1280-160	Utilisée pour couper les coupons d’aluminium qui sont fixés dans la résine époxy.
MgCl2	Sigma-Aldrich	63042	Utilisé pour préparer la solution saline.
MgSO4	Sigma-Aldrich	M7506	Il est utilisé pour préparer la solution saline.
NaCl	Sigma-Aldrich	S7653	Il est utilisé pour faire la solution saline.
NaOH	Sigma-Aldrich	306576	Il est utilisé pour ajuster le pH de la solution saline.
Peinture	Rust-Oleum  ;	245217	Peinture en aérosol noire brillante universelle à usage général. Il est utilisé pour pulvériser sur les coupons Al.
Tampon de polissage Pan-W	LECO	809-505	Utilisé pour 15, 6 et 3 & micro ; m étapes de polissage
pH mètre	Fisher Scientific	13-636-AP72	Il est utilisé pour mesurer le pH de la solution saline.
Pipette  ;	Thermo Fisher  ;	Scientifique  ;	Portée : 10 à 1 000 & micro ; L
Pointe de pipette 1	Neptune  ;	2112.96.BS  ;	1 000 et micro ; L
Pointe de pipette 2	Rainin	17001865	20 µ ; L
Papier carbure de silicium	LECO	810-251-PRM	Papier de meulage, grain 240
Enduire par pulvérisation cathodique	Cressington	108	Il est utilisé pour le revêtement de l’échantillon.  ;   ;
Tegramin-30 Polisseuse semi-automatique	Struers	6036127	Polissage/meulage grossier/fin
ToF-SIMS	IONTOF GmbH, Mü ; nster, Allemagne	ToF-SIMS V, équipé d’un canon à ions en métal liquide bi et d’un pistolet à inondation	Il est utilisé pour acquérir des spectres de masse et des images d’un échantillon.
Polisseuse vibrante Vibromet 2	Buehler	67-1635-160	Étape finale de polissage