Институт химии Дальневосточного отделения РАН, Владивосток, Россия:

С. Л. Синебрюхов, доцент, зав. лабораторией нестационарных поверхностных процессов
А. С. Гнеденков, мл. науч. сотр., эл. почта: asg17@mail.com
Д. В. Машталяр, ст. науч. сотр., лаборатория композиционных покрытий биомедицинского назначения
С. В. Гнеденков, профессор, зам. директора по научной работе, зав. отделом электрохимических систем и процессов модификации поверхности

Предложен способ формирования и детально описаны электрохимические свойства самозалечивающегося покрытия, получаемого на поверхности магниевых сплавов с использованием метода плазменного электролитического оксидирования (ПЭО) и последующего наполнения созданного слоя ингибитором. Для установления кинетики и механизма процесса самозалечивания, а также с целью изучения способности ингибитора к подавлению коррозионного процесса при образовании дефекта, нанесенного методом скретч-тестирования, использовали локальные сканирующие электрохимические методы исследования поверхности, а именно: метод сканирующего вибрирующего зонда и метод сканирующего ионоселективного электрода. Полученные данные свидетельствуют о существенно большей скорости растворения образца с дефектом в базовом ПЭО-слое в сравнении с образцом с самозалечивающимся ингибиторсодержащим покрытием на поверхности. Обработка ПЭО-покрытия раствором 8-оксихинолина, ингибирующего коррозионный процесс, обеспечивает увеличение в 30 раз защитных характеристик покрытия в условиях коррозионного воздействия окружающей среды и предотвращает интенсивное разрушение материала. Анализ результатов свидетельствует о том, что процесс коррозии успешно замедляется действием ингибитора даже после 7 сут выдержки сплава в коррозионно-активной среде. Таким образом, разработанный способ обеспечивает получение покрытия, способного к самовосстановлению (self-healing), при его эксплуатации в коррозионно-активном растворе. Изучен и описан механизм самозалечивания. Коррозионное воздействие среды непрерывно подавляется действием 8-оксихинолина, входящего в состав покрытия, за счет чего скорость коррозии сохраняется низкой на протяжении длительного срока эксплуатации сплава магния с композиционным покрытием.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (№ 14-33-00009) и Правительства РФ (Федерального агентства научных организаций).

1. Aghion E., Bronfin B. Magnesium alloys development towards the 21^st century. Materials Science Forum. 2000. Vol. 350/351. pp. 19–28.
2. Polmear I. J. Light alloys: metallurgy of the light metals. N.-Y. : Halsted Press: J. Wiley & Sons, 1996. 362 p.
3. Song G. Recent progress in corrosion and protection of magnesium alloys. Advanced Engineering Materials. 2005. Vol. 7. pp. 563–586.
4. Makar G. L., Kruger J., Sieradzki K. Stress corrosion cracking of rapidly solidified magnesium-aluminum alloys. Corrosion Science. 1993. Vol. 34 (8). pp. 1311–1331.
5. Song G.-L. Corrosion and protection of magnesium alloys. Beijing: Chemical Industry Press, 2006. 298 p.
6. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S. L., Zavidnaya A. G., Egorkin V. S., Puz A. V., Mashtalyar D. V., Sergienko V. I., Yerokhin A. L., Matthews A. Composite Hydroxyapatite-PTFE Coatings on Mg – Mn – Ce Alloy for Resorbable Implant Applications via a Plasma Electrolytic Oxidation-based Route. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2014. Vol. 45 (6). pp. 3104–3109.
7. Bettles C. J., Forwood C. T., StJohn D. et al. AMC-SC1: an elevated temperature magnesium alloy suitable for precision sand casting of powertrain components. Magnesium Technology. Edited by H. Kaplan. San Diego : TMS, 2003. pp. 223–226.
8. Song G.-L., Atrens A. Understanding magnesium corrosion – A framework for improved alloy performance. Advanced Engineering Materials. 2003. Vol. 5 (12). pp. 837–857.
9. Song G., Atrens A. Recent insights into the mechanism of magnesium corrosion and research suggestions. Advanced Engineering Materials. 2007. Vol. 9 (3). pp. 177–183.
10. Shi Z., Song G., Atrens A. Corrosion resistance of anodized single-phase Mg alloys. Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 201. pp. 492–503.
11. Blawert C., Dietzel W., Ghali E., Song G. Anodizing treatments for magnesium alloys and their effect on corrosion resistance in various environments. Advanced Engineering Materials. 2006. Vol. 8 (7). pp. 511–533.
12. Gray J. E., Luan B. Protective coatings on magnesium and its alloys – a critical review. Journal of Alloys and Compounds. 2002. Vol. 336. pp. 88–113.
13. Skar J. I., Albright D. Emerging trends in corrosion protection of Mg diecastings. Magnesium Technology 2002. Edited by Kaplan H. I. S.l. : TMS, 2002. pp. 255–261.
14. Polmear I. Light Alloys: From Traditional Alloys to Nanocrystals. Moscow. : Technosphera, 2008. 464 p.
15. Gnedenkov S. V., Khrisanfova O. A., Sinebryukhov S. L., Puz A. V., Gnedenkov A. S. The Composite protective Coatings on the Nitinol Surface. Materials and Manufacturing processes. 2008. Vol. 23 (8). pp. 26–30.
16. Jönson M., Persson D. The influence of the microstructure on the atmospheric corrosion behavior of magnesium alloys AZ91D and AM50. Corrosion science. 2010. Vol. 52. pp. 1077–1085.
17. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S. L., Sergienko V. I. Multifunctional composite coatings on metals and alloys formed by plasma electrolytic oxidation. Vladivostok : Dalnauka, 2013. 460 p.
18. Cheng M., Yuezhou M., Hao Y. Local arc discharge mechanism and requirements of power supply in micro-arc oxidation of magnesium alloy. Frontiers of Mechanical Engineering in China. 2010. Vol. 5 (1). pp. 98–105.
19. Gnedenkov A. S., Sinebryukhov S. L., Mashtalyar D. V., Gnedenkov S. V. Features of the corrosion processes development at the magnesium alloys surface. Surface and Coatings Technology. 2013. Vol. 225. pp. 112–118.
20. Gnedenkov A. S., Sinebryukhov S. L., Mashtalyar D. V., Gnedenkov S. V. Features of the magnesium alloys corrosion in the chloride-containing media. Solid State Phenomena. 2014. Vol. 213. pp. 143–148.
21. Gnedenkov A. S., Sinebryukhov S. L., Mashtalyar D. V., Gnedenkov S. V. Microscale morphology and properties of the PEO-coating surface. Physics Procedia. 2012. Vol. 23. pp. 98–101.
22. Karavai O. V. Bastos, A. C., Zheludkevich M. L., Taryba M. G., Lamaka S. V., Ferreira M. G. S. Localized electrochemical study of corrosion inhibition in microdefects on coated AZ31 magnesium alloy. Electrochimica Acta. 2010. Vol. 55. pp. 5401–5406.
23. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S. L., Mashtalyar D. V., Egorkin V. S., Sidorova M. V., Gnedenkov A. S. Composite polymer-containing protective coatings on magnesium alloy MA8. Corrosion Science. 2014. Vol. 85. pp. 52–59.