پوشش‌های هوشمند ضدخوردگی: انواع و سازوکارهای حفاظت از خوردگی

نویسندگان

گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

محبوس نمودن بازدارنده‌ی خوردگی در یک ساختار میزبان خنثی (مخزن) و سپس رهایش آن و یا اصطلاحاً بکارگیری سیستم‌بازدارندگی هوشمند ضدخوردگی توجه زیادی را در بین محققان به خود جلب نموده است. این سیستم‌ها براین اساس طراحی می‌شوند که هم از واکنش‌های ناخواسته بین بازدارنده و زمینه جلوگیری به عمل آید و هم بازدارنده در جایی که مورد نیاز است مصرف شود. همچنین، در صورت ایجاد خراش در پوشش‌ها، این خراش‌ها بتوانند ترمیم گردند. برای رسیدن به این هدف، تاکنون استراتژی‌های متفاوتی پیشنهاد شده است. در برخی روش‌ها، بازدارنده را درون یک ساختار میزبان با ابعاد نانو یا میکرومتری کپسول نموده که فقط در حین آسیب رسیدن به کپسول، بازدارنده آزاد ‌شود و سبب جلوگیری از خوردگی گردد. همچنین، می‌توان از مخازن مختلف دیگری برای محبوس نمودن بازدارنده‌ها بهره برد. از جمله‌ی این مخزن‌ها می‌توان به نانولوله‌ها، ذرات مبادله‌گر یونی، مواد هادی و پلی‌الکترولیت‌های لایه به لایه، مواد متخلخل و غیره اشاره نمود. به‌عنوان نمونه می‌توان از نانوذراتی که دارای لایه‌های متناوب پلی‌الکترولیتی هستند برای ساکن کردن بازدارنده‌ها بهره برد. تغییر در شرایط محیطی، پلی‌الکترولیت‌ها را تضعیف نموده و سبب آزادسازی بازدارنده در محیط می‌شود. به طورکلی در سیستم‌های بازدارندگی هوشمند ممکن است یک تبادل یونی بین یون خورنده و بازدارنده درون سیستم رخ دهد و یا بازدارنده با تغییر pH در منطقه خوردگی آزاد شود و یا اینکه به صورت نفوذ بلند مدت از درون سیستم مانع از خوردگی شود. بنابراین باید تغییراتی در محیط پیرامون رخ دهد تا شاهد آزاد شدن و عملکرد بازدارنده درون پوشش بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Smart Coatings in Anti-corrosion Applications: Types and Corrosion Protection Mechanisms

نویسندگان [English]

  • Mahdi Yeganeh
  • Seyed Mahdi Marashi
  • Niloofar Mohammadi
Department of Material Science and Engineering, Shahid Chamran University
چکیده [English]

Doping corrosion inhibitor in a host structure (container) draws much attention among the researchers. This system, called smart corrosion inhibition, is designed not only to avoid undesirable reactions between the corrosion inhibitor and the matrix but also letting the inhibitor to be consumed just where it is needed. Moreover, in some cases, this system can undergo self-healing properties, if the coating is scratched. A lot of strategies are suggested to achieve these purposes, including loading corrosion inhibitor in nano-micro capsules, doping corrosion inhibitor in porous containers and etc. Other reservoirs that can be loaded with corrosion inhibitor are nanotubes, ion exchange particles, conductive materials, layer by layer polyelectrolytes, and porous materials. For instance, multi-layer polyelectrolytes can be used to immobilize the corrosion inhibitor. Changing the system conditions can cause polyelectrolytes to weaken, and letting the corrosion inhibitor release. In general, an ion exchange occurs between corrosive ions and inhibitors in the system, or the inhibitor is released due to local pH changes, or as a long-term diffusion, the inhibitor can avoid corrosion reaction. Therefore, some changes are needed in the system to commence smart corrosion inhibition process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Smart coating
  • corrosion
  • release
  • Corrosion inhibitor