Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Для демонстрации химического картирования и морфологии коррозии на интерфейсе металлической краски алюминиевого сплава после воздействия солевого раствора по сравнению с образцом, воздействию воздуха, применяется вторичная ионный масс-спектрометрия.
Коррозионная разработана на краски и алюминия (Al) металл-краска интерфейс алюминиевого сплава анализируется с помощью времени полета вторичных ионов масс спектрометрии (ф-Симс), иллюстрирующие, что SIMS является подходящей техникой для изучения химического распределения на металл-краска интерфейс. Окрашенные купоны сплава Al погружены в солевой раствор или воздействию воздуха только. SIMS обеспечивает химическое отображение и двухмерную молекулярную визуализацию интерфейса, позволяя непосредственно визуализировать морфологию коррозионной продукции, образную в интерфейсе металлической краски, и картографирование химического вещества после возникновения коррозии. Экспериментальная процедура этого метода представлена для предоставления технических сведений для облегчения аналогичных исследований и выделения ловушек, которые могут возникнуть в ходе таких экспериментов.
Al сплавы имеют широкое применение в инженерных структурах, таких как в морской технологии или военной автомобильной, связано с их высокой прочности к весу соотношение, отличная формапригодность, и устойчивость к коррозии. Однако локализованная коррозионно-сплавы по-прежнему является распространенным явлением, которое влияет на их долгосрочную надежность, долговечность и целостность в различных экологических условиях1. Лакокрасочного покрытия является наиболее распространенным средством для предотвращения коррозии. Иллюстрация коррозии, разработанной на стыке металла и лакокрасочного покрытия, может обеспечить понимание в определении соответствующего средства для предотвращения коррозии.
Коррозии Аль сплавов может происходить через несколько различных путей. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФС) и сканирующая электронная микроскопия/энергия-диспергирующая рентгеновская спектроскопия (Рэм/ЭДХ)-это два широко применяемых метода микроанализа поверхности для исследования коррозии. Рфэс может обеспечить элементарное отображение, но не holist молекулярный вид поверхности химической информации2,3, в то время как сем/EDX обеспечивает морфологическую информацию и элементарное отображение, но с относительно низкой чувствительностью.
Ф-Симс является еще одним поверхностным инструментом для химического картирования с высокой точностью и боковым разрешением. Он имеет низкий предел обнаружения (ЛОДО) и способен выявить распределение видов коррозии, сформированных на интерфейсе металл-краски. Как правило, масса разрешение Sims может достигать 5000-15000, достаточных для различения Изобарный ионов4. С помощью своего субмикронного пространственного разрешения, ф-Симс может химически изображение и характеризовать интерфейс металл-краски. Она обеспечивает не только морфологическую информацию, но и боковое распределение молекулярных видов коррозии в верхних нескольких нанометрах поверхности. Ф-Симс предлагает дополнительную информацию для РФЭС и Рэм/EDX.
Для демонстрации способности ф-Симс в характеристиках поверхности и визуализации коррозионного интерфейса, анализируются два расписных сплава Al (7075), один из которых подвергается воздействию только воздуха, а другой-солевой раствор (рис. 1 и Рисунок 2). Понимание коррозионного поведения на металл-краска интерфейс подвергается соленых условие имеет решающее значение для понимания эффективности сплава Al в морской среде, например. Известно, что образование Аль (OH)3 происходит во время воздействия Al на морскую воду5, но изучение Аль коррозии по-прежнему не хватает всеобъемлющей молекулярной идентификации коррозии и покрытия интерфейса. В этом исследовании обнаружены и идентифицированы фрагменты Аль (OH)3, в том числе «Аль-оксиды» (например, Al3o5-) и оксигидроксид (например, Al3o6H2). Сравнение спектра симов масс (рис. 3) и молекулярных изображений (рис. 4) отрицательных ионов Al3o5- и Al3o6H2- обеспечивают молекулярную доказательства коррозии продуктов формируется на металл-краска интерфейс солевого раствора-обработанные Al сплава купон. SIMS предлагает возможность прояснить сложную химию, происходящих на металл-краска интерфейс, который может помочь пролить свет на эффективность поверхностной обработки в Аль сплавов. В этом подробном протоколе, мы демонстрируем этот эффективный подход в зондировании металла-краска интерфейс, чтобы помочь новым практиков в коррозии исследований с использованием ф-Симс.
1. Подготовка образца коррозии
2. анализ коррозионного интерфейса металл-краска с использованием ф-Симс
3. анализ данных ф-СИМОВ
На рисунке 3 представлено сравнение масс-спектров между металлом-краской, обработым раствором соли, и интерфейсом, который подвергается воздействию воздуха. Массовые спектры этих двух образцов были приобретены с использованием сканирования 25 кв BI3+ ионного ...
Ф-Симс отличает ионы в зависимости от времени полета между двумя сторсселятелями. Рельеф или шероховатость образца влияют на время полета ионов с разных отправного позиций, что обычно приводит к плохой массе разрешения с повышенной шириной пиков. Поэтому очень важно, чтобы анализируем...
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа финансировалась программой QuickStarter при поддержке Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (НПНБЛ). НПНБЛ управляется Баттелле для американского Доу. Эта работа была проведена с использованием ИОНФ ф-Симс V, расположенного в учреждении биологических наук (BSF) в НПНБЛ. JY и X-Y Yu также подтвердили поддержку Отдела атмосферных наук & глобального изменения (ASGC) и управления по физическим и вычислительным наукам (PCSD) в НПНБЛ
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.05 µm Colloidal Silica polishing Solution | LECO | 812-121-300 | Final polishing solution |
1 µm polishing solution | Pace Technologies | PC-1001-GLB | Water based polishing solution |
15 µm polishing solution | Pace Technologies | PC-1015-GLBR | Water based polishing solution |
3 µm polishing solution | Pace Technologies | PC-1003-GLG | Water based polishing solution |
6 µm polishing solution | Pace Technologies | PC-1006-GLY | Water based polishing solution |
Balance | Mettler Toledo | 11106015 | It is used for measuring the chemicals. |
Epothin 2 epoxy hardener | Buehler | 20-3442-064 | Used for casting sample mounts |
Epothin 2 epoxy resin | Buehler | 20-3440-128 | Used for casting sample mounts |
Fast protein liquid chromatography (FPLC) conductivity sensor | Amersham | AKTA FPLC | Used to measure the conductivity of the salt solution. |
Final B pad | Allied | 90-150-235 | Used for 1 µm and 0.05 µm polishing steps |
KCl | Sigma-Aldrich | P9333 | Used to make the salt solution. |
Low speed saw | Buehler Isomet | 11-1280-160 | Used to cut the Al coupons that are fixed in the epoxy resin. |
MgCl2 | Sigma-Aldrich | 63042 | Used to make the salt solution. |
MgSO4 | Sigma-Aldrich | M7506 | It is used to make the salt solution. |
NaCl | Sigma-Aldrich | S7653 | It is used to make the salt solution. |
NaOH | Sigma-Aldrich | 306576 | It is used for adjusting pH of the salt solution. |
Paint | Rust-Oleum | 245217 | Universal General Purpose Gloss Black Hammered Spray Paint. It is used to spray on the Al coupons. |
Pan-W polishing pad | LECO | 809-505 | Used for 15, 6, and 3 µm polishing steps |
pH meter | Fisher Scientific | 13-636-AP72 | It is used for measuring the pH of the salt solution. |
Pipette | Thermo Fisher | Scientific | Range: 10 to 1,000 µL |
Pipette tip 1 | Neptune | 2112.96.BS | 1,000 µL |
Pipette tip 2 | Rainin | 17001865 | 20 µL |
Silicon carbide paper | LECO | 810-251-PRM | Grinding paper, 240 grit |
Sputter coater | Cressington | 108 sputter coater | It is used for coating the sample. |
Tegramin-30 Semi-automatic polisher | Struers | 6036127 | Coarse/fine polishing/grinding |
ToF-SIMS | IONTOF GmbH, Münster, Germany | ToF-SIMS V, equipped with Bi liquid metal ion gun and flood gun | It is used to acquire mass spectra and images of a specimen. |
Vibromet 2 vibratory polisher | Buehler | 67-1635-160 | Final polishing step |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены