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

Samenvatting

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.

Samenvatting

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.

Inleiding

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....

Resultaten

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.......

Discussie

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 .......

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
0.05 µm Colloidal Silica polijst oplossing	LECO	812-121-300	Eindpolijst oplossing
1 µm polijst oplossing	Pace Technologies	PC-1001-GLB	Water gebaseerde polijst oplossing
15 µm polijst oplossing	Pace Technologies	PC-1015-GLBR	Water gebaseerde polijst oplossing
3 µm polijst oplossing	Pace Technologies	PC-1003-GLG	Water gebaseerde polijst oplossing
6 µm polijst oplossing	Pace Technologies	PC-1006-GLY	Water gebaseerde polijst oplossing
Balance	Mettler Toledo	11106015	Het wordt gebruikt voor het meten van chemicaliën.
Epothin 2 epoxy verharder	Buehler	20-3442-064	Gebaat voor het gieten van monstermontages
Epothin 2 epoxyhars	Buehler	20-3440-128	Gebaat voor het gieten van monstermontages
Fast protein liquid chromatography (FPLC) geleidbaarheidssensor	Amersham	AKTA FPLC	Gebaat om de geleidbaarheid van de zoutoplossing te meten.
Final B-pad	Allied	90-150-235	Gebaat voor 1 µm en 0.05 µm  polijst stappen
KCl	Sigma-Aldrich	P9333	Gebaat om de zoutoplossing te maken.
Laagsnelheidszaag	Buehler Isomet	11-1280-160	Gebaat om de Al-coupons te snijden die in de epoxyhars zijn bevestigd.
MgCl2	Sigma-Aldrich	63042	Gebaat om de zoutoplossing te maken.
MgSO4	Sigma-Aldrich	M7506	Het wordt gebruikt om de zoutoplossing te maken.
NaCl	Sigma-Aldrich	S7653	Het wordt gebruikt om de zoutoplossing te maken.
NaOH	Sigma-Aldrich	306576	Het wordt gebruikt voor het aanpassen van de pH van de zoutoplossing.
Verf	Rust-Oleum	245217	Universele algemene doelzwarte gehamerde spuitverf. Het wordt gebruikt om op de Al-coupons te spuiten.
Pan-W polijstpad	LECO	809-505	Gebaat voor 15, 6 en 3 µm polijst stappen
pH-meter	Fisher Scientific	13-636-AP72	Het wordt gebruikt voor het meten van de pH van de zoutoplossing.
Pipet	Thermo Fisher	Scientific	Bereik: 10 tot 1.000 µL
Pipettip 1	Neptune	2112.96.BS	1.000 µL
Pipettip 2	Rainin	17001865	20 µL
Siliciumcarbidpapier	LECO	810-251-PRM	Slijppapier, 240 grit
Sputter coater	Cressington	108 sputter coater	Het wordt gebruikt voor het coaten van het monster.
Tegramin-30 semi-automatische polijstmachine	Struers	6036127	Grof/fijn polijsten/slijpen
ToF-SIMS	IONTOF GmbH, Münster, Germany	ToF-SIMS V, uitgerust met Bi vloeibare metaalionpistool en overstromingspijstool	Het wordt gebruikt om massaspectra en afbeeldingen van een exemplaar te verkrijgen.
Vibromet 2 vibratorische polijstmachine	Buehler	67-1635-160	Laatste polijststap