ZnNiMo alaşımı kaplanmış bakır yüzeyine sentezlenen polianilin ve poli(o-Anisidin) homopolimer filmlerinin sentez koşullarının yanıt yüzey yöntemi ile optimizasyonu

Abstract

Korozyon, neredeyse insanlık tarihinin başlangıcından beri insanlığa ciddi zararlar veren durdurulamayan problemlerden biridir. Sanayi devriminden sonra artan metal tüketimi ile bu zararların boyutu da ciddi anlamda artmaya başlamıştır. Bu nedenle araştırmacılar yıllardan beri çeşitli korozyondan koruma teknikleri geliştirmiştir. Bu tekniklerin en yaygını olan metalik kaplama günümüzde başlı başına bir endüstri halini almıştır. Teknolojinin gelişimiyle artan ihtiyaçlar çinko ve çinkonun 8B grubu alaşımları üzerine yoğunlaşan bu endüstrileri kaplamaların özelliklerini geliştirebilecek farklı katkılar/metaller kullanmaya zorlamıştır. Molibden katkılı alaşımlar da bu nedenden dolayı son zamanlarda literatür tarafında sıklıkla çalışılmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak ZnNiMo alaşımı Cu malzeme yüzeyine kaplanmış ve bu alaşımın korozyon performansı araştırılmıştır. Alaşımdaki molibden katkısı yüzeyde her ne kadar pasivasyon etkisi yaratsa da alaşımdaki çinkonun aktif yapısı nedeniyle yüzeyin ek pasivasyon işlemlerinden geçirilmesini gerektirmektedir. Bu noktada literatür iletken polimerlerin bu amaçla kullanılabileceğini göstermektedir. Fakat bu polimerlerin bir yüzey üzerine sentezlenmesine etki eden pek çok kontrollü ve kontrolsüz faktör bulunmaktadır. Klasik yöntemlerle kontrollü faktörlerin birkaçının çalışılması dahi oldukça zaman alıcıdır ve deney sonuçlarının değerlendirilmesinde kontrolsüz faktörler nedeniyle hata yapılma olasılığı oldukça yüksektir. Fakat yanıt yüzey yöntemi (YYY) kullanılarak hem deney sayısı en aza indirilebilmekte hem de bilgisayarların katkısıyla deney sonuçları en az hatayla daha kapsamlı olarak değerlendirilebilmektedir. Buna rağmen literatürde bu teknikle yapılmış korozyon ya da kaplama çalışmalarının sayısı kısıtlıdır. Çinko esaslı alaşımların üzerine iletken polimerlerin sentezinde YYY kullanımı ile ilgili ise literatürde herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmada Cu/ZnNiMo alaşımı üzerine sentezlenen polianilin ve poli(o-anisidin) filmleri için elektrolit banyo bileşenlerinin derişimleri ve tarama hızı faktörlerinin korozyon direnci üzerindeki etkisi YYY tekniklerinden biri olan Box-Behnken tasarımı ile Design-Expert 8.0.7.1 (Seri No: 0021-6578) yazılımı kullanılarak optimize edilmiştir. Çalışma sonunda elde edilen yanıt yüzey grafikleri incelenmiş ve Cu/ZnNiMo/PANi ile Cu/ZnNiMo/PoA sentezi için en yüksek korozyon direncini verecek faktör parametreleri tespit edilmiştir. Program tarafından yapılan ANOVA analizi, YYY ile belirlenen modelin çalışılan sınırlar içerisindeki değişkenlerle korozyon direncinin tahminlenmesinde kullanılabileceğini göstermiştir.

Corrosion is one of the unstoppable problem that have been causing significant damage to the humanity almost since the beginning of the human history. With the increased metal consumption following the industrial revolution, the extent of this damage has started to significantly increase. Therefore, researchers have developed various techniques for protection against corrosion for many years. Metallic coating, which is the most common technique among them, has become an industry in itself today. Increasing needs with the development of technology have forced these industries, which concentrated on the 8B group alloys of zinc and zinc, to use different additives / metals that can improve the properties of the coatings. Molybdenum containing alloys have been studied in the literature for this reason in recent years. In this study, Cu material was firstly coated with ZnNiMo alloy and then the corrosion performance of this alloy was investigated. Even though the presence of molybdenum in the alloy has passivation effect on the surface, surface requires additional passivation processes due to the active state of zinc in the alloy. At this point, the literature shows that the conducting polymers can be used for this purpose. But, there are many controllable and uncontrollable factors that affect synthesizing these polymers on a surface. With the classical methods, even working on a few of the controllable factors is very time consuming and due to the variable uncontrollable factors, the probability of making an error in the evaluation of the results of the experiment is significantly high. However, by using the response surface methodology (RSM) number of experiments can be reduced and results of the experiments can be evaluated more thoroughly with the least mistakes by contribution of computers. Nevertheless, the number of studies about corrosion or coating by using RSM in the literature is limited. Also, there is no study on the use of RSM in the synthesis of conducting polymers on the zinc based alloys in the literature. In this study, the concentration of electrolyte bath components and the effect of the scan rate factors on corrosion resistance for polyaniline and poly (o-anisidine) films synthesized on Cu / ZnNiMo alloy were optimized using Design-Expert 8.0.7.1 (Serial Number: 0021-6578) software with Box-Behnken design, one of the RSM techniques. The response surface graphs that obtained at the end of the study were analyzed and the factor parameters which gave the highest corrosion resistance for Cu / ZnNiMo / PANi and Cu / ZnNiMo / PoA synthesis were determined. Result of ANOVA analysis made by the program showed that the model identified by RSM could be used with predictions of corrosion resistance with variables in working limits.