Інгібітори корозії алюмінію в лужному середовищі

ІНГІБІТОРИ КОРОЗІЇ АЛЮМІНІЮ В ЛУЖНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

CORROSION INHIBITORS FOR ALUMINIUM IN ALKALINE MEDIUM

Сторінки: 44-48. Номер: №2, 2019 (271)
Автори:
Є. М. ЗАВЕРАЧ, О. І. СТРЕМЕЦЬКИЙ
Хмельницький національний університет
E. M. ZAVERACH, O.I. STREMETSKYI
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2019-271-2-44-48
Рецензія/Peer review : 06.02.2019 р.
Надрукована/Printed : 10.04.2019 р.

Анотація мовою оригіналу

Алюміній та його сплави знайшли широке застосування у якості конструкційних матеріалів, носіїв для активних систем та як анодний матеріал для метал-повітряних елементів. У попередньому дослідженні встановлено, що ефективними інгібіторами корозії алюмінію в лужному середовищі є аліфатичні та ароматичні карбонові кислоти, і зокрема нафталінтетракарбонова кислота. У представленій роботі  досліджено вплив на корозійну поведінку алюмінію в 1М NaOH неорганічних добавок – (NH₄)₄W₅O₁₇·2,5H₂O, Na₂SiO₃, SnSO₄.  Визначено,  що  (NH₄)₄W₅O₁₇·2,5H₂O  та багатокомпонентний інгібітор 0,01M C₁₄H₈O₈ + 0,01M SnSO₄ + 0,1M Na₂SiO₃ можуть бути використані для корозійного захисту алюмінію при його застосуванні у якості конструкційного матеріалу у слаболужних та лужних середовищах. Для зниження швидкості самочинної корозії Al аноду в алюміній-повітряних елементах слід рекомендувати двокомпонентну інгібіторну композицію 0,01M C₁₄H₈O₈ +0,01M SnSO₄. Ця композиція при помірному гальмуванні анодного процесу забезпечує розчинення алюмінію з постійною швидкістю і збільшення катодної поляризації.
Ключові слова: алюміній, лужне середовище, інгібітори корозії, поляризаційні криві, струм корозії.

Розширена анотація англійською мовою

Aluminium has excellent mechanical and physicochemical properties that make it the ideal material for a wide range of applications, especially as a construction material and as an anode material for power sources. The use of inhibitors is one of the best options of protecting aluminium and its alloys against corrosion. In our previous work the polarization measurements and the quantum-chemical calculations have been allowed to estimate the ability of aliphatic and aromatic carboxylic acids to inhibit the aluminium corrosion in alkaline solution. It has been established that naphthalenetetracarboxylic acid is most effective inhibitor. The inhibition efficiency of naphthalenetetracarboxylic acid has become weaker with decreasing of its concentration. The aim of the present research is to investigate influence of inorganic inhibitors and inhibition compositions which include organic and inorganic substances on corrosion characteristics of aluminium in alkaline medium. It was found that only (NH₄)₄W₅O₁₇·2,5H₂O shows great influence on aluminium corrosion in 1M NaOH. Inhibition effect of Na₂SiO₃ and SnSO₄ was enhanced by the addition of 0,01M naphthalenetetracarboxylic acid. It was found that corrosion  current  of  aluminium  in  1M  NaOH without additives was 3,162 mA/cm², introducing 0,1M (NH₄)₄W₅O₁₇·2,5H₂O – 0,038 mA/cm², introducing inhibition composition 0,01M C₁₄H₈O₈  + 0,01M SnSO₄ + 0,1M Na₂SiO₃ – 0,063 mA/cm². So these inhibitors can be recommended for corrosion protection of aluminium in weekly alkaline and alkaline solutions. Composition 0,01M C₁₄H₈O₈ + 0,01M SnSO₄ can be used as inhibitor of aluminium self-corrosion for metal-air batteries. This composition can provide anodic dissolution of aluminum with stable rate and increasing of cathodic polarization.
Key words: aluminium, alkaline medium, corrosion inhibitors, polarization curves, corrosion current.

References

1. Sil’man G. I. Materialovedenie / G. I. Sil’man. – M. : Izdatel’skij centr «Akademija», 2008. – 336 s.
2. Shtefan V. V. Koroziia aliuminiiu za kontaktu z oksydovanymy tytanom ta tsyrkoniiem / V. V. Shtefan, B. I. Bairachnyi [ta in.] // Fizyko-khimichna mekhanika materialiv. – 2015. – № 5. – S. 107–113.
3. Bohoiavlenska O. V. Udoskonalennia tekhnolohii mikroduhovoho oksyduvannia splaviv aliuminiiu u luzhnykh seredovyshchakh : avtoreferat dys. na zdobuttia nauk. stupenia k. t. n. 05.17.03 – tekhnichna elektrokhimiia / O. V. Bohoiavlenska. – Kharkiv, 2010. – 17 s.
4. Lukashhuk T. S. Issledovanie vlijanija sostava solevyh jelektrolitov na korrozionnoe i anodnoe povedenie aljuminija / T. S. Lukashhuk, V. I. Larin // Vіsnik Harkіvs’kogo nacіonal’nogo unі – 2008. – № 820. – Hіmіja, Vip. 16(39). – S. 328–331.
5. Mori R. Electrochemical properties of a rechargeable aluminium-air battery with a metal-organic framework as air cathode material / R. Mori // Royal Society of Chemistry Advances. – 2017. – № 7. – P. 6389 – 6395.
6. Zaverach Ye. M. Karbonovi kysloty yak inhibitory korozii aliuminiiu u luzhnykh seredovyshchakh / Ye. M. Zaverach, O. I. Stremetskyi, A. V. Svintitskyi // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2018.  – T. 259, № 2. – S. 46–51.
7. Shao H. B. The cooperative effect of calcium ions and tartrate ions on the corrosion inhibition of pure aluminum in an alkaline solution / H. B. Shao, J. M. Wang, Z. Zhang et al. // Materials Chemistry and Physics. – 2003. – V. 77, № 2. – P. 305–309.
8. Rozenfel’d I. L. Ingibitory korrozii / I. L. Rozenfel’d. – M. : Himija, 1977. – 352 s.
9. Antropov L. I. Ingibitory korrozii metallov / L. I. Antropov, E. M. Makushin, V. F. Panasenko. – Kiev : Tehnіka, 1981. – 183 s.
10. Samoilenko S. O. Koroziina povedinka aliuminiievoho splavu AD-31 u rozchynakh tryetanolaminu / S. O. Samoilenko, V. B. Bairachnyi [ta in.] // Suchasni problemy elektrokhimii : zbirnyk naukovykh prats. – Kharkiv : NTU «KhPI», 2015. – S. 265–266.
11. Abd El Aal E.E. Factors affecting the corrosion behaviour of aluminium in acid solutions. II. Inorganic additives as corrosion inhibitors for Al in HCl solutions / E. E. Abd El Aal, S. Abd El Wanees et al. // Corrosion Science. – 2013. – V. 68. – P. 14–24.
12. Petrenko L. V. Anodni plivky na tsynku i yoho splavakh, sformovani v luzhnykh rozchynakh u prysutnosti volframat- i tytanat-ioniv / L. V. Petrenko, V. I. Korobov, K. O. Rebryk // Voprosy khymyy y khymycheskoi tekhnolohyy. – 2011. – № 4(2). – S. 123–125.