Elektrokimyasal olarak oluşturulacak polianilin kaplama ve nikel kaplama üzerine polianilin kaplamanın 304 çeliğin korozyon davranışına etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı; 304 çeliğin korozyon karakteristiklerini Tafel ekstrapolasyonu, lineer polarizasyon ve elektrokimyasal impedans yöntemleri ile belirlemektir. İletken polimer olan polianilin (PANI) elektrokimyasal siklik voltametri yöntemiyle çelik yüzeyinde sentezlenmiştir. Watt banyosu kullanılarak çelik yüzeyi elektrokimyasal olarak nikel ile kaplanmıştır. Ek olarak nikel kaplı çelik elektrot üzerine elektrokimyasal siklik voltametri yöntemiyle PANI sentezlenmiştir. Tekli ve ikili kaplamaların çeliğin korozyon direnci üzerine etkisi 0, 48, 120 ve 168 saatlik zaman dilimlerinde % 3,5 NaCI, 1 N NaOH ve 1 N HCI ortamlarında incelenmiştir. Kaplamasız, PANI, Ni + PANI kaplı çeliğin yüzey morfolojisi SEM-EDX ile incelenmiştir. Yüzeyde sentezlenen polianilin FTIR spektrumu kullanılarak analiz edilmiştir. Yüzeyde oluşan film kalınlıkları optik mikrometre ile ölçülmüştür. Çiftli kaplama (Ni + PANI ), tekli kaplama (PANI)' ya göre daha iyi korozyon direnci göstermiştir. 0,3 M okzalik asit + 0,1 M anilin ortamında elde edilen siklik voltamogramlar çelik yüzeyinde PANI kaplandığını göstermiştir. PANI'nin oluşum reaksiyonu otokataliktir. PANI çelik yüzeyinde oksit oluşumunu desteklemektedir. 1 N NaOH ve 1 N HCI ortamlarında Ni+PANI kaplama, PANI kaplamaya göre daha iyi korozyon direnci göstermiştir. % 3,5 NaCl ortamında ise PANI kaplama 48 saat ve 120 saatte, Ni+PANI kaplamaya göre daha iyi korozyon direnci göstermiştir. Ni+PANI kaplama ise 0 ve 168 saatte PANI kaplamaya göre daha iyi korozyon direnci göstermiştir. 1 N HCl ve 1 N NaOH ortamlarında Ni+PANI kaplı çeliğin korozyon akımı PANI kaplamanın korozyon akımından küçüktür. 1 N NaOH ortamında PANI kaplı çelikte korozyon akımı zamanla azalmıştır. SEM-EDX analizleri Ni+PANI kaplı yüzeyin daha homojen ve gözeneksiz olduğunu göstermiştir. Bu elektrokimyasal deney sonuçları ile de uyumludur.

The aim of this study is to determine the corrosion characteristics of 304 steel by the methods of Tafel extrapolation, linear polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The polyaniline (PANI), which is a conductive polymer, is synthesized on the steel surface by the way of electrochemical cyclic voltammetry method. The steel surface is covered with nickel as electrochemical Watt?s bath. Additionally, PANI is synthesized on the steel electrode covered with nickel by the method of electrochemical cyclic voltammetry method. The effect of single and double coats of steel on corrosion resistance is examined in 3.5 % NaCl, 1 N NaOH and 1 N HCl solutions for the time zone of 0, 48, 120 and 168 hours. The surface morphology of steel, which is uncovered, is examined by SEM-EDX and the PANI one is also examined in the same way. And the one covered with Ni + PANI is examined in the same way too. The synthesized polyaniline on the surface is analyzed by FTIR spectrum. The film thickness occurred on the surface is measured by optic micrometer. Double coatings (Ni + PANI) has showed better corrosion resistance than single coating (PANI). The cyclic voltammograms obtained in 0,3 M oxalic acid + 0,1 M aniline solution shows that there is PANI coat on steel surface. The reaction occurrence of PANI is autocatalytic. PANI supports the oxide formation on the steel surface. Ni+PANI coatings in 1 N NaOH and 1 N HCl solutions has showed better corrosion resistance than PANI coating. On the other hand, PANI coating in 3.5% NaCl solution has revealed better corrosion resistance than Ni+PANI coatings for 48 and 120 hours. However, Ni+PANI coatings has showed better resistance than PANI coating for 0 and 168 hours. The corrosion current of the steel covered with Ni+PANI in 1 N HCl and 1 N NaOH solutions is lower than the corrosion current of PANI coating. The corrosion current in the steel covered with PANI in 1 N NaOH solution has decreased in the course of time. SEM-EDX analyses have showed that the surface covered with Ni+PANI is more homogenous and compact. This result is also convenient with the electrochemical experiment results.