Omówiono zwilżalność powłok Zn-Cr otrzymanych w warunkach elektrochemicznych. Określono wpływ parametrów osadzania, głównie prądowych, na kąt zwilżania powierzchni tych powłok. Stwierdzono, że można otrzymać powłoki stopowe Zn-Cr o właściwościach hydrofilowych, ale również hydrofobowych. Ma to związek z ukształtowaniem ich powierzchni oraz z wytworzeniem odpowiednich nanonierówności.
Abstract
Steel plates were electrochem. covered with Zn-Cr alloy coating in a ZnCl2 and CrK(SO4)2-contg. bath at room temp. and pH 2-2.5. The process was carried out under d.c. and a.c. (rectangular) conditions. The influence of deposition parameters, mainly current d., on the angle of wetting of the coatings was detd. The Zn-Cr alloy coatings both with hydrophobic and hydrophilic properties were obtained. It was related to the shape of their surface and the formation of appropriate nanostructures.
Badając powłoki o właściwościach hydrofobowych lub hydrofilowych ocenia się przede wszystkim ich zwilżalność. Jest to bardzo ważna cecha zarówno w przyrodzie, jak i w życiu codziennym. Ostatnio środowiska naukowe i przemysł zaczęły szeroko interesować się materiałami hydrofobowymi, a w szczególności superhydrofobowymi ze względu na ich znaczenie dla badań podstawowych i potencjalnych zastosowań (np. przemysł gospodarstwa domowego, budowlany, elektroniczny). Podstawowym ich działaniem jest ochrona przed zwilżaniem wodą, a w konsekwencji również przed korozją, ale nie tylko. Są to często powierzchnie o charakterze samoczyszczącym, czyli takie, do których nie przylegają brud, kurz czy błoto, i w konsekwencji chronią pokryty element przed zabrudzeniem i zamoczeniem1-12). Wielkością określającą zwilżalność jest kąt zwilżania, czyli kąt utworzony przez powierzchnię próbki i płaszczyznę styczną do powierzchni kropelki cieczy na granicy styku obu faz1). Im większy jest kąt zwilżania, tym dana powierzchnia słabiej oddziałuje z cząsteczkami wody, gdyż cechuje się ona coraz mniejszą energią swobodną. W związku z tym powierzchnie o kącie zwilżania 90-150° określane są jako powierzchnie hydrofobowe, a powyżej 150° jako superhydrofobowe. Na takiej powierzchni nie tworzy się warstewka hydratacyjna. Właściwości hydrofobowe wykazują substancje niepolarne. Jeśli kąt zwilżania jest mniejszy niż 90°, to powierzchnie materiałów są hydrofilowe, czyli adsorbują cząsteczki wody. Zwilżalność powierzchni zależy przede wszystkim od jej właściwości chemicznych i struktury. Wykazano, że odpowiedni wzrost powierzchni o małej energii, w wyniku ukształtowania powierzchni, np. wytworzenia odpowiedniej chropowatości, będzie prowadzić do uzyskania lepszych właściwości Fig. 1. Scheme of the Wenzel model (A), the Cassie-Baxter model (B) and the surface with superhydrophobic properties (C)4) Rys. 1. Schemat modelu Wenzela (A), modelu Cassiego i Baxtera (B) i powier [...]


Metoda płatności: Płatności elektroniczne (karta kredytowa, przelew elektroniczny) | |
Dostęp do publikacji (format pdf): 6.00 zł
|
|
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 1h: 24.60 zł | |
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 4h: 43.05 zł | |
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 12h: 73.80 zł | |
Prenumerata
Bibliografia
[1] J.T. Simpson, S.R. Hunter, T. Aytug, Rep. Prog. Phys. 2015, 78, 1.
[2] D. Gao, M. Jia, Appl. Surface Sci. 2015, 343, 172.
[3] J.D. Brassarda, D.K. Sarkarb, J. Perrona, A. Audibert-Hayetc, D. Melotc,
J. Colloid Interface Sci. 2015, 447, 240.
[4] M. Long-Yue, P. Soo-Jin, Carbon Lett. 2014, 15, nr 2, 89.
[5] R.N. Wenzel, Ind. Eng. Chem. 1936, 28, nr 8, 988.
[6] A.B.D. Cassie, S. Baxter, Trans. Faraday Soc. 1944, 40, 546.
[7] K.Koch, W. Barthlott, Philos. Trans. The Royal Soc. A 2009, 367, 1487.
[8] M. Ma, R.M. Hill, Colloid Interface Sci. 2006, 11, nr 4, 193.
[9] N. Gao, Y.Y. Yan, X.Y. Chen, D.J. Mee, Mater. Lett. 2011, 65, nr 19-20,
2902.
[10] Y.Y. Yan, N. Gao, W. Barthlott, Adv. Colloid Interface Sci. 2011, 169,
nr 2, 80.
[11] T. Wang, L. Chang, L. Zhuang, S. Yang, Y. Jia, Monatsh. Chem. 2014,
145, nr 1, 65.
[12] Q. Boyer, S. Duluard, C. Tenailleau1, F. Ansart, V. Turq, J.P. Bonino,
J. Mater. Sci. 2017, 52, nr 21, 12677.
[13] N.B. Berezin, N.N. Gudin, V.V. Čevela, A.G. Filippova, Zashchita
Metallov 1992, 28, nr 6, 961.
[14] N.B. Berezin, N.N. Gudin, A.G. Filippova, E.A. Matulenis, Ju.V. Borisov,
Zashchita Metallov 1993, 29, nr 1, 99.
[15] A. Watson, Y.J. Su, M.R. el-Sharif, C.U. Chisholm, Trans. Institute Metal
Finishing 1993, 71, nr 1, 15.
[16] M.R. el-Sharif, Y.J. Su, C.U. Chisholm, A. Watson, Corrosion Sci. 1993,
35, nr 5-8, 1259.
[17] T. Akiyama, S. Kobayashi, J. Ki, T. Oghai, H. Fukushima, J. Appl.
Electrochem. 2000, 30, nr 7, 817.
[18] Tz. Boiadjieva, D. Kovacheva, K. Petrov, S. Hardcastle, A. Sklyarov,
M. Monev, J. Appl. Electrochem. 2004, 34, 315.
[19] Tz. Boiadjieva, D. Kovacheva, K. Petrov, S. Hardcastle, M. Monev, Corr.
Sci. 2004, 46, nr 3, 681.
[20] Tz. Boiadjieva, D. Kovacheva, L. Lyutov, M. Monev, J. Appl. Electrochem.
2008, 38, 143.
[21] Tz. Boiadjieva, K. Petrov, H. Kronberger, A. Tomandl, G. Avdeev,
W. Artner, T. Lavric, M. Monev, J. Alloys Comp. 2009, 480, nr 2, 259.
[22] Tz. Boiadjieva, M. Monev, H. Kronberger, A. Tomandl, K. Petrov,
P. Angerer, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, nr 3, D159.
[23] T. Steck, A. Gerdenitsch, W. Tomandl, J. Achleitner, T. Faderl,
T. Lavric, Tz. Boiadjieva-Scherzer, H. Kronberger, Mat. 8th International
Conference on Zinc and Zinc Alloy Coated Steel Sheet, Galvatech
2011, Genua (Włochy) 21-24 czerwca 2011 r., IAM 1133.
[24] Tz. Boiadjieva, L. Mirkova, H. Kronberge, T. Steck, M. Monev,
Electrochim. Acta 2013, 114, 790.
[25] Tz. Boiadjieva, L. Mirkova, H. Kronberge, T. Steck, M. Monev,
J. Electrochem. Soc. 2012, 159, D730.
[26] H. Itani, J. Duchoslav, M. Arndt, T. Steck, J. Gerdenitsch, J. Faderl, K.
Preis, W. Winkler, D. Stifter, Anal. Bioanal. Chem. 2012, 403, nr 3, 663.
[27] Tz. Boiadjieva-Scherzer, H. Kronberger, G. Fafilek, M. Monev,
J. Electroanal. Chem. 2016, 783, 68.
[28] E. Osuchowska, Z. Buczko, K. Olkowicz, Inż. Powierzchni 2018, 23,
nr 2, 3.