Name: determining tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of bulk and thin film aluminum alloys
Uploaded: 2018-09-11T14:30:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי לנו הלאומית למדע קרן DMR גרנט-1455108 CMMI-1663098.

<ol>
	<li>Landolt, D., Mischler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tribocorrosion+of+passive+metals+and+coatings.">Tribocorrosion of passive metals and coatings.</a> Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering: EPFL, Switzerland. 47, (2011).</li><li>ASTM Standard. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> G119-09, Standard Guide for Determining Synergism Between Wear and Corrosion. , (2016).</li><li>Mischler, S., Blau, P. J., Celis, J. P., Drees, D. i. r. k. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sliding+Tribo-Corrosion+of+Passive+Metals:+Mechanisms+and+Modeling.">Sliding Tribo-Corrosion of Passive Metals: Mechanisms and Modeling.</a> Tribo-Corrosion: Research, Testing, and Applications. , 1-18 (2013).</li><li>Landolt, D., Mischler, S., Stemp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+methods+in+tribocorrosion:+a+critical+appraisal.">Electrochemical methods in tribocorrosion: a critical appraisal.</a> Electrochim Acta. 46 (24-25), 3913-3929 (2001).</li><li>Macdonald, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passivity+-+the+key+to+our+metals-based+civilization.">Passivity - the key to our metals-based civilization.</a> Pure and Applied Chemistry. 71 (6), 951-978 (1999).</li><li>Obadele, B. A., Andrews, A., Olubambi, P. A., Mathew, M. T., Pityana, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tribocorrosion+behaviour+of+laser+cladded+biomedical+grade+titanium+alloy.">Tribocorrosion behaviour of laser cladded biomedical grade titanium alloy.</a> Materials and Corrosion. 66 (10), 1133-1139 (2015).</li><li>Wolf, D., Yamakov, V., Phillpot, S. R., Mukherjee, A., Gleiter, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+of+nanocrystalline+materials+by+molecular-dynamics+simulation:+relationship+to+experiments?.">Deformation of nanocrystalline materials by molecular-dynamics simulation: relationship to experiments?.</a> Acta Materialia. 53 (1), 1-40 (2005).</li><li>Rupert, T. J., Schuh, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sliding+wear+of+nanocrystalline+Ni-W:+Structural+evolution+and+the+apparent+breakdown+of+Archard+scaling.">Sliding wear of nanocrystalline Ni-W: Structural evolution and the apparent breakdown of Archard scaling.</a> Acta Materialia. 58 (12), 4137-4148 (2010).</li><li>Pokhmurs'kyi, V. I., Dovhunyk, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tribocorrosion+of+Stainless+Steels+(Review).">Tribocorrosion of Stainless Steels (Review).</a> Journal of Materials Science. 46 (1), 87-96 (2010).</li><li>Davis, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Engineering+for+Corrosion+and+Wear+Resistance.">Surface Engineering for Corrosion and Wear Resistance.</a> ASM International. , (2001).</li><li>Song, D., Ma, A. B., Jiang, J. H., Lin, P. H., Yang, D. H., Fan, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+behavior+of+equal-channel-angular-pressed+pure+magnesium+in+NaCl+aqueous+solution.">Corrosion behavior of equal-channel-angular-pressed pure magnesium in NaCl aqueous solution.</a> Corrosion Science. 52 (2), 481-490 (2010).</li><li>Johnson, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Contact mechanics. , (1987).</li><li>Mischler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triboelectrochemical+techniques+and+interpretation+methods+in+tribocorrosion:+A+comparative+evaluation.">Triboelectrochemical techniques and interpretation methods in tribocorrosion: A comparative evaluation.</a> Tribology International 41. (7), 573-583 (2008).</li><li>Watson, S. W., Friederdorf, F. J., Madsen, B. W., Cramer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+of+measuring+wear-corrosion+synergism.">Methods of measuring wear-corrosion synergism.</a> Wear. 181, 476-484 (1995).</li><li>Assi, F., B&#246;hni, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+wear-corrosion+synergy+with+a+new+microelectrochemical+technique1.">Study of wear-corrosion synergy with a new microelectrochemical technique1.</a> Wear. (233-235), 505-514 (1999).</li><li>Mraied, H., Cai, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+Mn+concentration+on+the+tribocorrosion+resistance+of+Al-Mn+alloys.">The effects of Mn concentration on the tribocorrosion resistance of Al-Mn alloys.</a> Wear. (380-381), 191-202 (2017).</li><li>Vieira, A. C., Rocha, L. A., Papageorgiou, N., Mischler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+and+electrochemical+deterioration+mechanisms+in+the+tribocorrosion+of+Al+alloys+in+NaCl+and+in+NaNO3+solutions.">Mechanical and electrochemical deterioration mechanisms in the tribocorrosion of Al alloys in NaCl and in NaNO3 solutions.</a> Corrosion Science. 54, 26-35 (2012).</li><li>Mischler, S., Spiegel, A., Landolt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+passive+oxide+films+on+the+degradation+of+steel+in+tribocorrosion+systems.">The role of passive oxide films on the degradation of steel in tribocorrosion systems.</a> Wear 225-229, Part 2. , 1078-1087 (1999).</li><li>Mischler, S., Mu&#241;oz, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wear+of+CoCrMo+alloys+used+in+metal-on-metal+hip+joints:+A+tribocorrosion+appraisal.">Wear of CoCrMo alloys used in metal-on-metal hip joints: A tribocorrosion appraisal.</a> Wear. 297 (1-2), 1081-1094 (2013).</li><li>Mraied, H., Cai, W. J., Sagues, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+resistance+of+Al+and+Al-Mn+thin+films.">Corrosion resistance of Al and Al-Mn thin films.</a> Thin Solid Films. 615, 391-401 (2016).</li><li>Mathew, M. T., Uth, T., Hallab, N. J., Pourzal, R., Fisher, A., Wimmer, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+a+tribocorrosion+test+apparatus+for+the+hip+joint:+Validation,+test+methodology+and+analysis.">Construction of a tribocorrosion test apparatus for the hip joint: Validation, test methodology and analysis.</a> Wear. 271 (9-10), 2651-2659 (2011).</li></ol>

המחברים מצהירים אין אינטרסים כלכליים מתחרים.

ישנם מספר שלבים קריטיים בתוך פרוטוקול זה. הכנת המשטח הראשון, נאות של הדגימות לפני הבדיקות tribocorrosion חיוני להבטיח אמינות טובה בביצוע הבדיקה ולשפר את מבחן הדיר. סגסוגות בצובר שונים הם להיות מוכן בעקבות הליכים שונים כדי להבטיח חספוס פני השטח מבוקרת, והסגתם של כל משטח מזהמים או סולמות. ההליך המתואר כאן מורכב אך ורק מכני השחזה וליטוש. שיטה זו בדרך כלל חל סגסוגות בינונית קשיות גבוהה כגון Al, Ti, ני, Cu סגסוגות פלדה. עבור סגסוגות רך כגון סגסוגות Mg, הטחינה ליטוש או יון אלקטרוכימי צריך להיות יחד עם ליטוש מכני כדי להשיג את חספוס פני השטח הרצוי. שנית, עבור סרט דק מדגם התזה, שמירה על נמוך במיוחד (< 10-6 טנדר של גוה של) ואקום בבית הבליעה המלהגים היא קריטית כדי להבטיח ריכוז נמוך פגם בסרט הופקדו, אשר ישפיע אחרת את עמידות בפני קורוזיה באופן משמעותי. שלישית, כאשר מכינים בתפזורת או דגימות סרט דק לתוך האלקטרודה עבודה, חשוב להבטיח חיבור חשמלי טוב בין המדגם (Cu) כבל החיבור. ב פרוטוקול זה, משמש מוליך קלטת או אפוקסי מוליך. לחלופין, הלחמה, ריתוך או טכניקות דומות עשוי לשמש. אולם, האפקט של חימום במהלך ריתוך של מיקרו, בסופו של דבר ההתנגדות tribocorrosion של דגימות יש להעריך בזהירות. זה חשוב במיוחד עבור מתכות וסגסוגות עם נקודת התכה נמוכה. לבסוף, מאחר tribocorrosion ושכוללת מגע של שלושת הגופים (כולל שני הגופים במגע, הגוף השלישי בין לבין), חשוב להבטיח טיפ כדור חדש (או תחום חדש של קצה הכדור) משמש בעת ביצוע חזר על הבדיקה tribocorrosion.
בפרוטוקול הנוכחי מוערך שיעור tribocorrosion על ידי מדידת האיבוד החומרי. שינויים של פרוטוקול זה יכול להיות עשה בקלות כדי להעריך את קינטיקה depassivation ו- repassivation של tribocorrosion. זו מושגת על-ידי מעקב אחר את הנוכחי, פוטנציאל, והאבולוציה של מקדם החיכוך (cof ב) במהלך הבדיקה. לדוגמה, איור 10 ו- 11 הצג נציג תוצאות של התפתחות קורוזיה ופוטנציאל cof ב בהתאמה, של סרט דק Al לאחר בדיקה tribocorrosion ג'ונס. החיצים באיור 10 לייצג את ההתחלה והסיום של גירוד. ניתן לראות כי על סגסוגות פסיביים כגון Al, השיבוש מכני במהלך tribocorrosion מוביל התמוטטות/הסרה מקומית של הסרט פסיבי על המסלול ללבוש וחשיפת אזור depassivated, מה שמוביל לירידה קורוזיה פוטנציאליים על ידי ~ 20 mV. עבודה קודמת שלנו16 הראה כי היקף הפחתת פוטנציאל קורוזיה חריפה קשורה של מיקרו של המתכת בהתחשב שהפרמטרים הבדיקה (למשל, חלה עומס, מהירות הזזה, טמפרטורה) זהים. עבור Al עם קשיות גבוהה יותר, מיקרו עדינה יותר, המטען שהוחל באותו עלול להוביל depassivated אזור קטן, ולכן שינוי קטן קורוזיה פוטנציאליים. הוא גם ציין כי במהלך מצב מעגל, הזרם הוא נמוך מדי כדי להתגלות כמו המעגל הוא 'פתח'. עם זאת, ניתן לנטר האבולוציה הנוכחי במהלך הבדיקה tribocorrosion פוטנציאל cathodic או אנודי שנכפה עליו. לדוגמה ניתן למצוא עבודה קודמות שלנו16. איור 12 מראה ההתפתחות הנוכחית של סרט דק Al בזמן tribocorrosion-פוטנציאל אנודי שנכפה עליו של 200 mV חיובית יותר מאשר עיקרון פתיחות/סגירות. זה פוטנציאל אנודי נבחר בתוך אזור פסיבי עדיין מתחת את הפוטנציאליות pitting. תוצאה זו ניתן לכמת קורוזיה בלאי מואץ. במקרה זה, ניתן להעריך ההפסד הכולל חומרים כמו T = Vmech + Vכימית, איפה Vmech ו- Vכימית מקביל התרומה של הפסד גשמי מכני אלקטרוכימי, בהתאמה. באופן ספציפי, Vכימית יכול היה להיחשב הנובע החמצון תחת אנודי פוטנציאל יישומי. לכן זה יכול להיות מחושב על ידי חוק פאראדיי כמו 17,18,19<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/58235/58235eq4.jpg" style="font-size: 14px;">, כאשר Q הוא המטען החשמלי (המחושב על-ידי הכפלת את ההבדל בין הזרם אנודי הממוצע לפני ובמהלך הזזה בזמן,) M היא המסה המולקולרית, n הערכי חמצון, F הוא קבוע פאראדיי, ρ היא שהצפיפות של al. איור 13 מראה תוצאה אופיינית של שני המונחים על Al סרטים רזה. מן הדיון לעיל, זאת ניתן לראות כי הערכה של שינוי פרמטרים אלקטרוכימי, בנוסף לירידה במשקל, ובכך להציע תובנה קריטי קינטיקה depassivation במהלך tribocorrosion.
פרוטוקול המובאת כאן גם נושאת מספר מגבלות. ראשית, התא קורוזיה עשוי טפלון (טפלון) או חומרים דומים. לפיכך, כל הבדיקות בוצעו קרוב לטמפרטורת החדר. עבור יישומים הדורשים גבוה יותר הטמפרטורה (למשל, מעל 400 ° C עבור הכור הגרעיני ליבות), תא מיוחד קורוזיה, עצה חייב להיות מיוצר זה יעמדו בטמפרטורה גבוהה השרץ וקורוזיה. בטיחות נוספת נדרשת גם לטיפול אלקטרוליט מלח מותכת ודוגמאות מתכתי בטמפרטורות גבוהות. שנית, ההחזקה של אלקטרודה הפניה ליד האלקטרודה עבודה (דוגמה) מוגבל התנועה ללבוש להיות ליניארי הדדיים. ביישומים בהם דרושה תנועה סיבובית של המדגם, מלכודת tribocorrosion מיוחד צריך להיות מעוצב. שלישית, בכיוונון הנוכחי, הקצב מאפס ללבוש הוא מהיר יותר קצב הקורוזיה. ומכאן תרומתו של C0 הוא זניח לעומת כל במונחים אחרים. בעוד קורוזיה עצמה לא הוביל לירידה משמעותית גשמי בזמן הבדיקה מוגבלת, השפעתו על S הוא משמעותי. ביישומים בעולם האמיתי בו שריטה מכני מתרחשת בתדרים נמוכים יותר, מגמה זו עשוי לשנות איפה C0 עלול להיות דומיננטי. לבסוף, טיפול מיוחד צריך להיות משולם בשגיאות הנוצרות במהלך הבדיקה. זה חשוב במיוחד עבור הערכת הסינרגיה ללבישה-קורוזיה (S), אשר נגזר tribocorrosion קצב (T), קצב ללבוש (W0) וקצב הקורוזיה (C0). לכן יכול להיות שהצטברו שגיאות. כדי למזער שגיאות שנוצרו ב- T ו- W0, ללא מגע תלת-ממד profilometer אופטי (במקום profilometer 2D קשר) ניתן להשתמש כדי לקבוע אמצעי האחסון הכולל האיבוד החומרי. כדי למזער שגיאה ב- C0, בדיקות PD יכול להיות יחד עם EIS הרסניות (עכבה אלקטרוכימי ספקטרוסקופיה) מבחן כדי להעריך את קצב קורוזיה20.
בתור הערה סופית, tribocorrosion קצב הוא לא נכס גשמי, אלא מעדיף התגובה של המערכת תלויה הפרמטרים הבדיקה (יישומית עומס, הזזה מהירות, וכו '), את הסביבה (טמפרטורה, pH, ריכוז המלחים, וכו '), ו תכונות החומר (קשיות, חספוס פני השטח, וכו '). פרוטוקול המוצג כאן הוא הפגין באמצעות סט אחד של מצב. הקוראים עליו לקחת בחשבון את ההבדלים, לאמץ את השינויים המתאימים בהכנת הדוגמא, הקמה בדיקות ניתוח נתונים בהתמודדות עם מערכות שונות. חלופי כולל התקנה בדיקה להפיל על צלחת (הדדיות), microabrasion, גליל על בר, ניתן למצוא et al. 21. Tribocorrosion הוא נושא המתעוררים בין-תחומית. יש לקוות כי פרוטוקול זה יקל על הן את ההערכה של חומרים הנדסיים קיימים, כמו גם את העיצוב של חומרים חדשים עמידים בפני שני בלאי נזק וקורוזיה השפלה. חומרים כאלה הופכים יותר ויותר דרש בעתיד יישומים כגון מתקדם מכשירים רפואיים להשתלה, תחנות כוח גרעיניות של הדור הבא, ואת קיבולת גבוהה מהירות טעינת סוללות, וכדומה, אשר כולם מחייבים לא רק חזק, קשוח חומר, אך אחד כי הוא עמיד ואמין בעת אינטראקציה עם סביבה קיצוניים מאוד מסוימים.

Tribocorrosion הוא תהליך גשמי השפלה הנגרמת על ידי ההשפעה המשולבת של בלאי וקורוזיה1,2. Tribocorrosion מתקיים הן בטבע והן יישומים תעשייתיים איפה קשר מכאני ו הוא ייחלש בו-זמנית נוכחים. המורכבות של tribocorrosion טמון בעובדה הזאת כימית והן מנגנונים מכניים השפלה אינן תלויות זו בזו. שילוב של התקפה מכאני וכימי לעיתים קרובות מוביל לכישלון מואצת, בשל תופעות סינרגטית. לפיכך, ניתן לחשב ההפסד הכולל חומרים כמו T = C0 + W0 + S (eqn. 1), שם ג0 הוא אובדן גשמי נבעה קורוזיה בהיעדר שחיקה, W0 הוא אובדן חומרים עקב שחיקה מכאנית בהיעדרו של קורוזיה , ו- S הוא אובדן חומרים עקב בלאי-קורוזיה סינרגיה3,4. האפקט סינרגטית בולט עבור פסיבי סגסוגות כגון אלומיניום, טיטניום, ורזה פלדות, המהווים באופן ספונטני הגנתי (כמה ננומטר בעובי) תחמוצת לסרט (סרט פסיבי) במגע עם חמצן או מים5, 6. במהלך קורוזיה, אם הסרט הזה פסיבי מופר באופן מקומי על ידי שחיקה מכאנית, depassivation יכול להוביל קורוזיה מקומי ו לתקלות בלתי צפויות1,3,7,8, 9.
כדוגמה של ההשפעה הכלכלית של tribocorrosion בחברה שלנו, בלאי וקורוזיה מוערך לעלות כמעט 300 מיליארד דולר בשנה ב ארצות הברית10. בפלורידה, תופעות tribocorrosion של סגסוגות מבניים במי ים היא עניין נתון האוקיינוס כלכלתה (דיג, הובלה ימית, ובניה החוף), אשר תורמת בסביבות 4% תוצר מקומי גולמי הכולל11של פלורידה. לפיכך, הבנה טובה יותר של tribocorrosion של מתכות וסגסוגות יוביל יותר הנחיות עבור היישום והשימוש של סגסוגות בתנאי שירות סביבת עבודה בתנאים קשים. הבנה כזו ישמש גם כדי לשפר את עקרונות עיצוב בייצור סגסוגות חדשות, ציפויים נגד tribocorrosion ושיפור עמידות.
מחקרים Tribocorrosion דורשים שילוב של tribometer מערכת מדידה אלקטרוכימי. Tribometer מספק העמסה מכאנית מבוקרת, תנועה יחסית, מודד את כוח החיכוך ואת דוגמת שינוי גובה על פני השטח. בשיטת המדידה אלקטרוכימי כוללת של potentiostat/galvanostat עם אפס-התנגדות מד זרם (אופציונלי) הקובע את פוטנציאל במעגל פתוח (מכ) ומדידות קיטוב אלקטרוכימי. טכניקות אלה מספקות שיטה מהירה וזולה כדי להשיג את המאפיינים אלקטרוכימי של חומר, שבו ניתן למדוד את קצב הקורוזיה של מתכת על ידי התבוננות התגובה של תהליך העברת תשלום הפרעה אלקטרוכימי מבוקר . כאן, אנו מציגים פרוטוקול בדיקה לקביעת tribocorrosion קצב וקורוזיה ללבוש הסינרגיה של סגסוגות באל, בעיקר בעקבות ASTM G119 תקן2. פרוטוקול זה כולל הכנת הדוגמא, התקנת מחשב, tribocorrosion בדיקות ופרוצדורות חישוב שלאחר הבדיקה. אנו מקווים שהמאמץ הזה ייהנו אלה חדש בתחום כדי לבצע בדיקות tribocorrosion הדיר ואמין כדי להעריך את התנהגות דפורמציה והשפלה בתפזורת, כמו גם דגימות מתכתי סרט דק.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:919px;" width="918">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">UMT (universal mechanical testing) machine</td>
			<td style="width:199px;">Bruker</td>
			<td style="width:239px;">UMT-2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Potentiostat</td>
			<td style="width:199px;">Gamry</td>
			<td>Reference 600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surface profilometer&#160;</td>
			<td style="width:199px;">Veeco&#160;</td>
			<td style="width:239px;">Dektak150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:315px;">Al3003</td>
			<td style="width:199px;">Metal supermarkets</td>
			<td style="width:239px;">3003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Sodium choloride</td>
			<td style="width:199px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:239px;">S640-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">DI water</td>
			<td style="width:199px;">USF NREC</td>
			<td style="width:239px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Alcohol</td>
			<td style="width:199px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:239px;">A405P-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="134">
			<td height="134" style="height:134px;width:315px;">Grinding paper</td>
			<td style="width:199px;">LECO Corporation</td>
			<td style="width:239px;">810-221-300 (#180) 
			810-223-300 (#240) 
			810-227-300 (#400) 
			810-229-300 (#600) 
			810-036-100 (#1200)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="36">
			<td height="36" style="height:36px;width:315px;">Polishing Pad</td>
			<td style="width:199px;">Pace Technologies</td>
			<td style="width:239px;">NP. 7008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="70">
			<td height="70" style="height:70px;width:315px;">Polishing suspension</td>
			<td style="width:199px;">Pace Technologies</td>
			<td style="width:239px;">NANO2-1010-06 (1 um) 
			NANO2-1003-06 (0.3 um) 
			NANO2-1005-06 (0.05 um)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Stop-off lacquer</td>
			<td style="width:199px;">Romanoff</td>
			<td style="width:239px;">210-1250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Ag/AgCl Reference electrode</td>
			<td style="width:199px;">SYC Technologies, Inc.</td>
			<td style="width:239px;">CHI111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Compressed air</td>
			<td style="width:199px;">Office depot</td>
			<td style="width:239px;">911-245</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Ultrasonic cleaner</td>
			<td style="width:199px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:239px;">8890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Sputtering coater</td>
			<td style="width:199px;">Torr International</td>
			<td style="width:239px;">CRC-100</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determining tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of bulk and thin film aluminum alloys

המורכבות הגוברת ואת חומרת תנאי שירות בתחומים, כגון תעשיות האוויר והחלל, ימית, מערכות הגרעין, מיקרואלקטרוניקה, סוללות, ואת התקנים ביו, וכדומה, לכפות אתגרים גדולים על הביצועים אמין של סגסוגות חשופים בתנאים קיצוניים איפה ההתקפה מכני, אלקטרוכימי להתקיים. מציאת דרכים סגסוגות להמתיק את ההתקפה המשולבת של בלאי וקורוזיה (קרי: tribocorrosion) בתנאים קיצוניים כאלה ולכן מאד קריטי לשיפור חייהם אמינות ושירות בעת שימוש בתנאים כאלה. האתגר טמון בעובדה ללבוש, קורוזיה אינן תלויות זו בזו, אך מעדיפה לעבוד בסינרגיה כדי להאיץ את ההפסד הכולל גשמי. לפיכך, דרושה שיטה אמינה כדי להעריך את ההתנגדות tribocorrosion של מתכות וסגסוגות. . הנה, פרוטוקול למדידת tribocorrosion קצב וקורוזיה ללבוש הסינרגיה של צובר מבוסס-Al ודוגמאות סרט דק הוא ייחלש מתחת לטמפרטורת החדר מוצג.

בעקבות פרוטוקול הבדיקות שתוארו לעיל, הקצב tribocorrosion (T) נמדד בפוטנציאל שונים. איור 8 מייצג הפסד גשמי השיג עבור המדגם סרט דק Al לאחר tribocorrosion-cathodic (350 mV להלן מכ), לפתוח מעגל, ואת אנודי (200 mV לעיל מכ) פוטנציאליים. הבדיקה בוצעה ב 3.5 wt.% תמיסה מימית NaCl למשך 5 דקות תחת 0.5 העומס הרגיל N, בבית 1 הרץ הזזה תדירות ו- 5 מ מ אורך הקו. לפני כל בדיקה, עיקרון פתיחות/סגירות התייצבה על 20 דקות איור 9 מראה את הסיכום של כל מרכיבי eqn. 1, כולל tribocorrosion קצב (T), ללבוש את קצב (W0), קצב הקורוזיה (C0) ו ללבישה-קורוזיה סינרגיה (S) של סרט דק באל.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig1.jpg"> איור 1 . תמונה של מדגם בתפזורת (א) משויפת ומלוטש Al בתפזורת (ב) וקווי מצוירים, סרט דק (ג) מדגם Al לבדיקת tribocorrosion. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig2.jpg"> איור 2 . (א) תמונה של החלק הקדמי של המכונה ברוקר UMT ללא תא tribocorrosion בהזמנה אישית. (ב) תיאור סכמטי של tribocorrosion בדיקות ההתקנה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig3.jpg"> איור 3 . תמונה של תא tribocorrosion בהזמנה אישית מותקן על הבמה UMT רוטרי. התא עשוי טפלון עם o-ring-מהמשטח התחתון כדי למנוע זליגת נוזלים במהלך הבדיקה tribocorrosion. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig4.jpg"> איור 4 . נציג potentiodynamic עקומות קיטוב של Al בתפזורת, סרט דק לאחר 1 שעה טבילה תמיסת NaCl 0.6 מטר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig5.jpg"> איור 5 . תמונה של tribocorrosion מכונה במהלך הבדיקה איפה החללית indentor עוברת על פני מדגם בתנועה הדדיים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig6.jpg"> איור 6 . סריקה תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים של המסלול ללבוש לאחר בדיקה tribocorrosion. קווים מקווקווים מייצגים את הגבולות של המסלול ללבישה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig7.jpg"> איור 7 . פרופיל המסלול ללבוש טיפוסי של Al סרט דק לאחר בדיקה tribocorrosion מתקבל על ידי profilometer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig8.jpg"> איור 8 . סיכום שיעור tribocorrosion (T) של סרטים רזה באל-פוטנציאל יישומי שונים. הבר חץ מייצג סטיית תקן אחת כל תוצאות הבדיקות החוזרות ונשנות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig9.jpg"> איור 9 . סיכום של tribocorrosion קצב (T), ללבוש קצב (W0), קצב הקורוזיה (C0) ו ללבישה-קורוזיה סינרגיה (S) של סרטים רזה באל. הבר חץ מייצג סטיית תקן אחת כל תוצאות הבדיקות החוזרות ונשנות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig10.jpg"> איור 10 . האבולוציה של קורוזיה פוטנציאליים במהלך tribocorrosion מבחן של סרט דק Al ג'ונס. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig11.jpg"> איור 11 . האבולוציה של מקדם החיכוך (cof ב) במהלך tribocorrosion מבחן של סרט דק Al ג'ונס. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig11large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig12.jpg"> איור 12 . האבולוציה של קורוזיה הנוכחי במהלך מבחן tribocorrosion של סרט דק באל-200 mV לעיל מכ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig12large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58235/58235fig13.jpg"> איור 13 . סיכום של בלאי מכני וכימי של סרט דק Al במהלך מבחן tribocorrosion 200 mV לעיל מכ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58235/58235fig13large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys at JoVE.com

Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys

כאן, אנו מציגים פרוטוקול למדוד tribocorrosion קצב וקורוזיה ללבוש הסינרגיה של סרט דק, לרשימת תפוצה Al סגסוגות מדומה ים מים בטמפרטורת החדר.

קביעת קצב Tribocorrosion ואת הסינרגיה ללבישה-קורוזיה של סגסוגות אלומיניום בתפזורת ושכבות דקות

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Engineering

Unit 1

Potential Energy and Energy Conservation

SCIENTISTS IN ACTION

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

Nanomoulding של חומרים תפקודיים, שיטה תכליתית משלימת תבנית שכפולה לnanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application

סינתזה ואפיון של c-הציר הגבוה ZnO Thin Film ידי פלזמה משופרת מערכת הפקדת כימית החמקן וUV גלאי אור יישומה

In this study, zinc oxide (ZnO) thin films with high c-axis (0002) preferential orientation have been successfully and effectively synthesized onto ...

Iridium Oxide-reduced Graphene Oxide Nanohybrid Thin Film Modified Screen-printed Electrodes as Disposable Electrochemical Paper Microfluidic pH Sensors

תחמוצת-מופחת אירידיום גראפן אוקסיד Nanohybrid Thin Film אלקטרודות מסך מודפס שינויים, כפי שהם פנויים אלקטרוכימיות נייר Microfluidic pH חיישנים

A facile, controllable, inexpensive and green electrochemical synthesis of IrO2-graphene nanohybrid thin films is developed to fabricate an easy-to-use ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון מורפולוגיה

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

קינטיקה התגובה ו שרפה Dynamics של לי<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; ותערובות אלומיניום

Tetraiodine nonoxide (I4O9) has been synthesized using a dry approach that combines elemental oxygen and iodine without the introduction of hydrated ...

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

נוהל ניסיוני עבור ספינינג חם של רכיבי אלומיניום יצוקים

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

Recombination Dynamics in Thin-film Photovoltaic Materials via Time-resolved Microwave Conductivity

Dynamics רקומבינציה ב חומרים פוטו סרט דק באמצעות מוליכות מיקרוגל זמן נפתרה

A method for investigating recombination dynamics of photo-induced charge carriers in thin film semiconductors, specifically in photovoltaic materials ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

בחיי עיר פיקוח על הפגיעה בביצועים מואצת של תאים סולריים מודולים: חקר מקרה של תאים סולריים2 Se Cu (ב, Ga)

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

בתפזורת, סרט דק סינתזה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה Variant מאלכוהול

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...