Imaging corrosie bij de metaal verf-interface met behulp van tijd-of-Flight secundaire Ionenmassa spectrometrie

Summary

Time-of-Flight secundaire ionenmassa spectrometrie wordt toegepast om de chemische mapping en corrosie morfologie aan te tonen op de metaal-verf-interface van een aluminium legering na blootstelling aan een zoutoplossing in vergelijking met een specimen blootgesteld aan lucht.

Abstract

Corrosie ontwikkeld op de verf en aluminium (al) Metal-Paint interface van een aluminium legering wordt geanalyseerd met behulp van time-of-Flight secundaire Ion massaspectrometrie (ToF-SIMS), waaruit blijkt dat SIMS is een geschikte techniek om de chemische distributie te bestuderen op een metaal-verf interface. De geschilderde al-legering coupons worden ondergedompeld in een zoutoplossing of blootgesteld aan de lucht alleen. SIMS biedt chemische mapping en 2D moleculaire beeldvorming van de interface, waardoor directe visualisatie van de morfologie van de corrosieproducten gevormd op de metaal-verf-interface en in kaart brengen van de chemische stof na corrosie optreedt. De experimentele procedure van deze methode wordt voorgesteld om technische details te verstrekken om gelijkaardig onderzoek te vergemakkelijken en valkuilen te benadrukken die tijdens dergelijke experimenten kunnen worden ontmoet.

Introduction

Al legeringen hebben brede toepassingen in de technische structuren, zoals in mariene technologie of militaire Automotive, toe te schrijven aan hun hoge sterkte-gewicht verhouding, uitstekende vormbaarheid, en weerstand tegen corrosie. Nochtans, is de gelokaliseerde corrosie van al legeringen nog een gemeenschappelijk fenomeen dat hun betrouwbaarheid op lange termijn, duurzaamheid, en integriteit in diverse milieuvoorwaarden beïnvloedt¹. Paint coating is de meest voorkomende manier om corrosie te voorkomen. Illustratie van de corrosie ontwikkeld op het raakvlak tussen metaal en verf coating kan inzicht geven in het bepalen van de juiste remedie....

Protocol

1. corrosie monstervoorbereiding

1. Al steekproef fixatie in hars, en polijsten
   1. Monteer twee al-legerings coupons (1 cm x 1 cm) met behulp van epoxyhars in 1,25 inch metallographic sample cups en plaats de coupons in de rook kap 's nachts of tot de hars is volledig genezen.
   2. Neem de al hars cilinders cups uit de steekproef cups. Polijst de al hars cilinders met behulp van 240 Grit papier met water op een 300 rpm platen/150 rpm in de houder voor 1 min.
   3. Polijst de al hars cilinders met behulp van de polijst plaat met 15 µm, 6 µm, 3 µm, en 1 µm water-based oplossing voor 5 min (elke stap), sequentieel.
   4. Sp....

Results

Figuur 3 presenteert de vergelijking van de massaspectra tussen de metaal-Paint interface behandeld met zoutoplossing en de interface blootgesteld aan de lucht. De massaspectra van de twee monsters werden verworven met behulp van een 25 kV bi₃⁺ Ion Beam Scanning in 300 µm x 300 µm ROIs. De massa resolutie (m/∆ m) van de zoute oplossing-behandelde steekproef was ongeveer 5.600 bij de piek van m/z^- 26. De ruwe gegevens van de massaspectra werden uitgevoerd na b.......

Discussion

ToF-SIMS onderscheidt de ionen volgens hun tijd van vlucht tussen twee Scintillators. De topografie of steekproef ruwheid beïnvloedt de vlucht tijd van de ionen van verschillende beginnende posities, die gewoonlijk tot een slechte massa resolutie met een verhoogde breedte van pieken leidt. Daarom is het van cruciaal belang dat de ROIs wordt geanalyseerd zijn zeer vlak, om een goede signaal collectie te garanderen⁸.

Een andere valkuil te vermijden wordt opgeladen. Sinds .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.05 µm Colloidal Silica polishing Solution	LECO	812-121-300	Final polishing solution
1 µm polishing solution	Pace Technologies	PC-1001-GLB	Water based polishing solution
15 µm polishing solution	Pace Technologies	PC-1015-GLBR	Water based polishing solution
3 µm polishing solution	Pace Technologies	PC-1003-GLG	Water based polishing solution
6 µm polishing solution	Pace Technologies	PC-1006-GLY	Water based polishing solution
Balance	Mettler Toledo	11106015	It is used for measuring the chemicals.
Epothin 2 epoxy hardener	Buehler	20-3442-064	Used for casting sample mounts
Epothin 2 epoxy resin	Buehler	20-3440-128	Used for casting sample mounts
Fast protein liquid chromatography (FPLC) conductivity sensor	Amersham	AKTA FPLC	Used to measure the conductivity of the salt solution.
Final B pad	Allied	90-150-235	Used for 1 µm and 0.05 µm  polishing steps
KCl	Sigma-Aldrich	P9333	Used to make the salt solution.
Low speed saw	Buehler Isomet	11-1280-160	Used to cut the Al coupons that are fixed in the epoxy resin.
MgCl2	Sigma-Aldrich	63042	Used to make the salt solution.
MgSO4	Sigma-Aldrich	M7506	It is used to make the salt solution.
NaCl	Sigma-Aldrich	S7653	It is used to make the salt solution.
NaOH	Sigma-Aldrich	306576	It is used for adjusting pH of the salt solution.
Paint	Rust-Oleum	245217	Universal General Purpose Gloss Black Hammered Spray Paint. It is used to spray on the Al coupons.
Pan-W polishing pad	LECO	809-505	Used for 15, 6, and 3 µm polishing steps
pH meter	Fisher Scientific	13-636-AP72	It is used for measuring the pH of the salt solution.
Pipette	Thermo Fisher	Scientific	Range: 10 to 1,000 µL
Pipette tip 1	Neptune	2112.96.BS	1,000 µL
Pipette tip 2	Rainin	17001865	20 µL
Silicon carbide paper	LECO	810-251-PRM	Grinding paper, 240 grit
Sputter coater	Cressington	108 sputter coater	It is used for coating the sample.
Tegramin-30 Semi-automatic polisher	Struers	6036127	Coarse/fine polishing/grinding
ToF-SIMS	IONTOF GmbH, Münster, Germany	ToF-SIMS V, equipped with Bi liquid metal ion gun and flood gun	It is used to acquire mass spectra and images of a specimen.
Vibromet 2 vibratory polisher	Buehler	67-1635-160	Final polishing step