ÐÑÏÓÔÁÓÉÁ ÔÏÕ ÄÏÌÉÊÏÕ ×ÁËÕÂÁ ÌÅ ÔÇ ×ÑÇÓÇ ÐÔÇÔÉÊÙÍ ÁÍÁÓÔÏËÅÙÍ ÄÉÁÂÑÙÓÇÓ. ÌÅËÅÔÇ ÔÇÓ ÐÑÏÓÑÏÖÇÓÇÓ ÔÏÕ ÁÍÁÓÔÏËÅÁ ÓÔÇ ÌÅÔÁËËÉÊÇ ÅÐÉÖÁÍÅÉÁ 123Áðü ôïõò ê.ê. Å. Íôáöëïý , Á. Êáñáíôþíç , Ã. ÌðáôÞ ÅÉÓÁÃÙÃÇ Ç ÷ñÞóç ïñãáíéêþí áíáóôïëÝùí óôç óýíèåóç ôùí áíôéäéáâñùôéêþí åðéóôñùµÜôùí åßíáé áðü ôéò ðéï êïéíÝò µåèüäïõò ãéá ôçí ðñïóôáóßá ôùí µåôáëëéêþí åðéöáíåéþí Ýíáíôé ôçò äéÜâñùóçò. Åéäéêüôåñá, ïñãáíéêïß áíáóôïëåßò ÷ñçóéµïðïéïýíôáé ãéá ôçí ðñïóôáóßá ôïõ ÷Üëõâá, ðïõ áðïôåëåß Ýíá áðü ôá âáóéêüôåñá äïµéêÜ õëéêÜ êáé ç öèïñÜ ôïõ åîáéôßáò ôçò äéÜâñùóçò Ý÷åé éäéáßôåñç óçµáóßá ôüóï ëüãù ôïõ áîéüëïãïõ ïéêïíïµéêïý êüóôïõò üóï êáé áðü ôçí ðëåõñÜ ôçò óõµðåñéöïñÜò ôùí êáôáóêåõþí. Ç ðñïóôáóßá ôùí áíôéäéáâñùôéêþí åðéóôñùµÜôùí âáóßæåôáé åßôå óôçí ðáñåµðüäéóç ôçò åðáöÞò ôçò åðéöÜíåéáò ôïõ ÷Üëõâá µå ôï äéáâñùôéêü ðåñéâÜëëïí (barrier effect), åßôå óôçí öõóéêÞ Þ ÷çµéêÞ áëëçëåðßäñáóç áíáóôïëÝùí äéÜâñùóçò µå ôçí åðéöÜíåéá ôïõ êáé ôïí ó÷çµáôéóµü ëåðôþí ðñïóôáôåõôéêþí åðéóôñùµÜôùí Þ êáé ôá äýï (Batis, G., et al., 2000, Zubielewicz, M., et al., 2004). Ïé áíáóôïëåßò äéÜâñùóçò ðïõâñßóêïíôáé óå áõôÜ ôá åðéóôñþµáôá óå éïíôéêÞ µïñöÞ äçµéïõñãïýí Ýíá ðñïóôáôåõôéêü óôñþµá éüíôùí óôçí åðéöÜíåéá ôïõ ÷Üëõâá, ðïõ ðáñåµðïäßæåé ôçí çëåêôñï÷çµéêÞ áëëçëåðßäñáóç µåôáîý áíïäéêþí êáé êáèïäéêþí ðåñéï÷þí ôïõ µåôÜëëïõ.éüíôùí ôïõ áíáóôïëÝá óå µïñöÞ áôµþí. ¸íá óçµáíôéêü ðëåïíÝêôçµá ôùí VpCI åßíáé üôé ïé ðñïóôáôåõôéêïß áôµïß äéá÷Ýïíôáé óå üëá ôá óçµåßá ôçò µåôáëëéêÞò åðéöÜíåéáò ðïõ åßíáé äýóêïëï íá ðñïóåããéóôïýí µå Üëëïõò ôñüðïõò.Ôéò ôåëåõôáßåò äåêáåôßåò ç ÷ñÞóç µç ôïîéêþí åðéóôñùµÜôùí áíÝäåéîå ùò åðéóôñþóåéò éäéáßôåñçò óçµáóßáò áõôÝò ðïõ ðåñéÝ÷ïõí ôïõò ïíïµáæüµåíïõò ðôçôéêïýò áíáóôïëåßò äéÜâñùóçò (Vapor Phase Corrosion Inhibitors, VpCI) (Miksic,B.A., et al., 1980).Oé áíáóôïëåßò VpCI Ý÷ïõí åðßóçò ôçí éäéüôçôá íá äçµéïõñãïýí Ýíá ëåðôü µïíïµïñéáêü ðñïóôáôåõôéêü óôñþµá ðÜí ù óô ç í µ åô áëë éêÞ åðé öÜíåé á ðáñåµðïäßæïíôáò Ýôóé ôçí áëëçëåðßäñáóç äéáâñùôéêþí ïõóéþí µå ôçí åðéöÜíåéá ôïõ µåôÜëëïõ. Ôï µïñéáêü áõôü óôñþµá ó÷çµáôßæåôáé ôüóï óôéò áíïäéêÝò üóï êáé óôéò êáèïäéêÝò ðåñéï÷Ýò ôïõ µåôÜëëïõ åµðïäßæïíôáò ôçí äéÜâñùóç ôïõ êáé áðïêáèßóôáôáé Þ áõôï-áíáðëçñþíåôáé µå ðåñáéôÝñù óõµðýêíùóç ôùí áôµþí (Furman, A.Y., et al., 2004, Chandler, C.J., et al., 2002, Prenosil, M., 2001, Estevao, L.R.M., et al., 2001). Óôçí ðåñßðôùóç ðôçôéêþí åíþóåùí µå âÜóç ôéò áµßíåò ï ó÷çµáôéóµüò ôïõ äåóµïý µå ôçí µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá åðéôõã÷Üíåôáé µÝóù ôïõ áæþôïõ ôçò áµßíçò ôï ïðïßï Ý÷åé äýï åëåýèåñá çëåêôñüíéá ôá ïðïßá ðñïóåëêýïíôáé óôçí ðïëéêÞ µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá. ÁõôÞ ç Ýëîç óôçí µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá êÜíåé ôï õðüëïéðï µüñéï ôïõ áíáóôïëÝá õäñïöïâéêü µå áðïôÝëåóµá íá áðùèåß ôçí õãñáóßá êáé íá åðéâñáäýíåé óå óçµáíôéêü âáèµü ôç äéÜâñùóç. Ïé õäñïöïâéêÝò éäéüôçôåò ôùí ðôçôéêþí áíáóôïëÝùí åðéôñÝðïõí ôç äñÜóç ôïõò ùò ñõèµéóôéêÜ äéáëýµáôá ðïõ äéáôçñïýí áëêáëéêü pH óôç äéåðéöÜíåéá µåôÜëëïõ-áíáóôïëÝá. Ï ðñïôåéíüµåíïò µç÷áíéóµüò äñÜóçò äßíåôáé ó÷Þµá 1.Ùò ðôçôéêïß áíáóôïëåßò äéÜâñùóçò ïñßæïíôáé ïé åíþóåéò Þ µåßãµáôá åíþóåùí (óõíÞèùò ïñãáíéêþí - âÜóç áµßíçò, äéáëõôÝò óôï íåñü) µå õøçëÞ ôÜóç áôµþí (10-7 – 10-2 mmHg) ðïõ µðïñïýí íá áðïôñÝøïõí ôçí áôµïóöáéñéêÞ äéÜâñùóç µåôáëëéêþí õëéêþí. Åßíáé áíáóôïëåßò äåõôåñïôáãïýò çëåêôñïëõôéêïý óôñþµáôïò ïé ïðïßïé Ý÷ïõí áîéüëïãç êïñåóµÝíç ðßåóç áôµþí óå áôµïóöáéñéêÝò óõíèÞêåò, åðéôñÝðïíôáò Ýôóé ôç óõíå÷Þ ñïÞ - µåôáöïñÜÐÅÑÉËÇØÇ : Óêïðüò ôçò ðáñïýóáò åñãáóßáò åßíáé ç µåëÝôç ôïõ µç÷áíéóµïý äñÜóçò ðôçôéêþí áíáóôïëÝùí äéÜâñùóçò óôç äéåðéöÜíåéá µåôÜëëïõ –áíáóôïëÝá. Ç äñÜóç ôçò áíáóôïëÞò ôçò äéÜâñùóçò óå åðéöÜíåéá óéäÞñïõ µåëåôÞèçêå óå äéáëýµáôá áíáóôïëÝá -NaCl µå ôç ÷ñÞóç çëåêôñï÷çµéêþí µåèüäùí üðùò áõôÞ ôçò çëåêôñï÷çµéêÞò öáóµáôïóêïðßáò óýíèåôçò áíôßóôáóçò (EIS), ôçò êõêëéêÞò âïëôáµåôñßáò êáé ôçò ôå÷íéêÞò Tafel.. Ç áíôéäéáâñùôéêÞ óõµðåñéöïñÜ ôïõ áíáóôïëÝá óå äéÜöïñåò óõãêåíôñþóåéò ðáñáôçñÞèçêå åðßóçò êáé µéêñïóêïðéêÜ åðß ôïõ ÷Üëõâá µå ôç ÷ñÞóç çëåêôñïíéêïý µéêñïóêïðßïõ óÜñùóçò. Åðßóçò µåëåôÞèçêáí êáé êáèïñßóôçêáí ïé ðáñܵåôñïé ðñïóñüöçóçò µÝóù ôçò éóüèåñµçò êáµðýëçò ðïõ áêïëïõèåß ôï öáéíüµåíï. ËÝîåéò êëåéäéÜ: Ðôçôéêïß áíáóôïëåßò äéÜâñùóçò, ðñïóñüöçóç, éóüèåñµç Langmuir 1 ×çµéêüò Ìç÷áíéêüò, Ó÷ïëÞ ×çµéêþí Ìç÷áíéêþí, Åèíéêü Ìåôóüâéï Ðïëõôå÷íåßï, email: eldaflou@central.ntua.gr 2 Äñ.×çµéêüò, Ó÷ïëÞ ×çµéêþí Ìç÷áíéêþí, Åèíéêü Ìåôóüâéï Ðïëõôå÷íåßï, email: antkar@central.ntua.gr 3 ÊáèçãçôÞò, Ó÷ïëÞ ×çµéêþí Ìç÷áíéêþí, Åèíéêü Ìåôóüâéï Ðïëõôå÷íåßï, email: gbatis@central.ntua.gr(*) Ç åñãáóßá ðáñïõóéÜóôçêå óôï 16ï ÓõíÝäñéï ÓêõñïäÝìáôïò ðïõ ðñáãìáôïðïéÞèçêå óôçí Êýðñï ìå óõíäéïñãÜíùóç ÔÅÅ - ÅÔÅÊ.ÐÑÏÓÔÁÓÉÁ ÔÏÕ ÄÏÌÉÊÏÕ ×ÁËÕÂÁ ÌÅ ÔÇ ×ÑÇÓÇ ÐÔÇÔÉÊÙÍ ÁÍÁÓÔÏËÅÙÍ ÄÉÁÂÑÙÓÇÓ èçêå åßíáé Ýíáò ïñãáíéêüò áíáóôïëÝáò ðïõ ÷ñçóéµïðïéåßôáé ùò ðñüóèåôï óå õäáôïäéáëõôÜ åðéóôñþµáôá Þ åðéóôñþµáôá äéáëýôïõ, ãéá ôçí ðñïóôáóßá äéÜöïñùí êïéíÞò ÷ñÞóåùò µåôÜëëùí.Ó÷Þµá 1. Ðñïôåéíüµåíïò µç÷áíéóµüò äñÜóçò ðôçôéêþí áíáóôïëÝùí äéÜâñùóçò (VpCI). Óýµöùíá µå áõôüí ôï µç÷áíéóµü ç ïµÜäá R1 ôïõ µïñßïõ ôïõ áíáóôïëÝá åßíáé õðåýèõíç ãéá ôç äçµéïõñãßá óôáèåñïý äåóµïý µå ôç µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá. Ç ïµÜäá R2 êáèïñßæåé ôï ðÜ÷ïò êáé ôçí éêáíüôçôá ôçò ðñïóôáóßáò ôïõ ó ÷ çµ á ô é æü µå í ïõ µïíïµïñéáêïý óôñþµáôïò (Bastidas, D.M., et al., 2005). Ç ðñïóñüöçóç êáèïñßæåôáé êõñßùò áðü ôç äïµÞ ôïõ µïñßïõ ôïõ áíáóôïëÝá ôïõ ïðïßïõ ç áíáóôáëôéêÞ éêáíüôçôá åîáñôÜôáé áðü ôï åßäïò ôçò äéÜäñáóçò ôçò µåôáëëéêÞò åðéöÜíåéáò êáé ôçò µïñéáêÞò äïµÞò ôïõ áíáóôïëÝá. Áíôéêåßµåíï ôçò åñãáóßáò áõôÞò åßíáé ç µåëÝôç ôïõ âáèµïý ðñïóôáóßáò ôçò åðéöÜíåéáò óéäÞñïõ (ï ïðïßïò áðïôåëåß ôï êýñéï óõóôáôéêü ôïõ ÷Üëõâá ïðëéóµïý óêõñïäݵáôïò) µå ôç ÷ñÞóç ðôçôéêïý áíáóôïëÝá äéÜâñùóçò. Åéäéêüôåñá äéåñåõíÞèçêå ç äõíáôüôçôá ðñïóñüöçóçò ôïõ áíáóôïëÝá óôç µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá áðü çëåêôñïëõôéêÜ äéáëýµáôá ðïõ ðåñéåß÷áí áíáóôïëÝá óå óõãêåíôñþóåéò áíôßóôïé÷åò µå áõôÝò ðïõ µðïñåß íá ðñïóôåèåß óå áíôéäéáâñùôéêÜ åðéóôñþµáôá. ÐáñáôçñÞèçêå µéêñïóêïðéêÜ ç áíôéäéáâñùôéêÞ ðñïóôáóßá ðïõ ðáñÝ÷åé ï áíáóôïëÝáò óå áõôÝò ôéò óõãêåíôñþóåéò Åðßóçò, ðñïóäéïñßóèçêå ï âáèµüò ðñïóôáóßáò ðïõ ðáñÝ÷åé ï áíáóôïëÝáò êáé ç åîÜñôçóÞ ôïõ áðü ôç óõãêÝíôñùóÞ ôïõ óôï çëåêôñïëõôéêü äéÜëõµá. ÔÝëïò, ðñïóäéïñßóèçêå ôï êëÜóµá åðéêÜëõøçò ôçò åðéöÜíåéáò áðü ôïí áíáóôïëÝá, ç åîÜñôçóç ôïõ êëÜóµáôïò åðéêÜëõøçò áðü ôçí óõãêÝíôñùóç êáé ç êéíçôéêÞ ôçò ðñïóñüöçóçò.ÕËÉÊÁ ÊÁÉ ÌÅÈÏÄÏÉ ÅÊÔÉÌÇÓÇÓ ÔÏÕ ÌÇ×ÁÍÉÓÌÏÕ ÐÑÏÓÑÏÖÇÓÇÓ Ï ðôçôéêüò áíáóôïëÝáò ðïõ µåëåôÞ-Ãéá ôç µåëÝôç ôïõ µç÷áíéóµïý ðñïóñüöçóçò ôïõ áíáóôïëÝá ÷ñçóéµïðïéÞèçêáí äéáëýµáôá äéáöïñåôéêþí óõãêåíôñþóåùí ðôçôéêïý áíáóôïëÝá (0%, 0.5%, 1%, 2%, 3% êáé 4%) óå õäáôéêü äéÜëõµá NaCl 3,5% ê.â. Ãéá ôç äéåñåýíçóç ôïõ âáèµïý ðñïóôáóßáò ôïõ áíáóôïëÝá óôéò äéÜöïñåò óõãêåíôñþóåéò ÷ñçóéµïðïéÞèçêáí ïé çëåêôñï÷çµéêÝò µÝèïäïé ôçò êõêëéêÞò âïëôáµåôñßáò, ç ôå÷íéêÞ Tafel êáé ç çëåêôñï÷çµéêÞ öáóµáôïóêïðßá óýíèåôçò áíôßóôáóçò (EIS). Ï é ç ë å êô ñ ï ÷ ç µ é ê Ý ò µå ô ñ Þ ó å é ò ðñáãµáôïðïéÞèçêáí óå çëåêôñïëõôéêü êåëß ôñéþí çëåêôñïäßùí, óå èåñµïêñáóßá ðåñéâÜëëïíôïò. Ùò çëåêôñüäéï åñãáóßáò ÷ñçóéµïðïéÞèçêå óýñµá êáèáñïý óéäÞñïõ (99,9+ %, äéܵåôñïò 1 mm) ôï ïðïßï åãêéâùôßóôçêå óå åðïîåéäéêÞ ñçôßíç, êõëéíäñéêïý ó÷Þµáôïò µå äéܵåôñï 140 mm, µå ôñüðï þóôå µüíï µßá åðéöÜíåéá äßóêïõ ôïõ µåôÜëëïõ, äéáµÝôñïõ 1mm, íá âñßóêåôáé óå åðáöÞ µå ôï çëåêôñïëõôéêü äéÜëõµá. Ùò çëåêôñüäéï áíáöïñÜò ÷ñçóéµïðïéÞèçêå çëåêôñüäéï êïñåóµÝíïõ êáëïµÝëáíá (SCE) êáé ùò âïçèçôéêü çëåêôñüäéï µßá ñÜâäïò Üíèñáêá äéáµÝôñïõ 6,25 mm. Ç ðåéñáµáôéêÞ äéÜôáîç ãéá ôç äéåîáãùãÞ ôùí çëåêôñï÷çµéêþí µåôñÞóåùí ôçò êõêëéêÞò ðüëùóçò êáé ôçò ôå÷íéêÞò Tafel ðåñéåëܵâáíå ÐïôåíóéïóôÜôç/ãáëâáíïóôÜôç ôçò EG &G Princeton Applied Research, Model 263A. Ç åöáñµïãÞ ôïõ ôñéãùíéêïý ðáëµïý Ýãéíå µÝóù ôïõ ðïôåíóéïóôÜôç åíþ ãéá ôçí êáôáãñáöÞ ôïõ ñåýµáôïò ÷ñçóéµïðïéÞèçêå ðáëµïãñÜöïò Yokogawa DL708Å. Ç ôá÷ýôçôá óÜñùóçò ãéá ôçí êõêëéêÞ âïëôáµåôñßá Þôáí 5 mV/s êáé ãéá ôçí ôå÷íéêÞ Tafel 0.1 mV/s. Ãéá ôçí åðåîåñãáóßá ôùí çëåêôñï÷çµéêþí áðïôåëåóµÜôùí ôçò ôå÷íéêÞò Tafel ÷ñçóéµïðïéÞèçêå ôï ëïãéóµéêü Powersuit/Powercorr. Ïé µåôñÞóåéò ôçò EIS Ýãéíáí µå ãåííÞôñéá åðéâïëÞò çµéôïíïåéäþí ðáëµþí äõíáµéêïý, Solatron SI 1260. Ãéá ôçí åðåîåñãáóßá ôùí áðïôåëåóµÜôùí ÷ñç-óéµïðïéÞèçêå ôï ëïãéóµéêü Æview êáé Æplot. Ôï ðëÜôïò ôïõ çµéôïíïåéäïýò ðáëµïý ôïõ äõíáµéêïý Þôáí 10 mV êáé ôï åýñïò óõ÷íïôÞôùí 10-2 - 103 Hz. Ç µéêñïóêïðéêÞ ðáñáôÞñçóç ðñáãµáôïðïéÞèçêå µå ôç ÷ñÞóç çëåêôñïíéêïý µéêñïóêïðßïõ óÜñùóçò µå öáóµáôüµåôñï åíåñãåéáêÞò äéáóðïñÜò áêôéíþí × (SEM-EDAX) Quanta 200 ôçò FEI, µå áíé÷íåõôÞ äåõôåñïãåíþí çëåêôñïíßùí Everrhart-Thornley(ETD), ãéá áðåéêüíéóç ôçò µïñöïëïãßáò ôçò åðéöÜíåéáò.ÌÅÔÑÇÓÅÉÓ -ÁÐÏÔÅËÅÓÌÁÔÁÊõêëéêÞ Âïëôáµåôñßá ÐñïêåéµÝíïõ íá äéáðéóôùèåß áí ï áíáóôïëÝáò VpCI µðïñåß íá ðñïóñïöçèåß óôçí åðéöÜíåéá ôïõ óéäÞñïõ, ÷ñçóéµïðïéÞèçêå ç ôå÷íéêÞ ôçò êõêëéêÞò âïëôáµåôñßáò. Ôï äõíáµéêü Ýíáñîçò ôçò ãñáµµéêÜ µåôáâáëëüµåíçò µå ôï ÷ñüíï óÜñùóçò ôïõ äõíáµéêïý ðïõ åðéâëÞèçêå óôï çëåêôñüäéï åñãáóßáò åðéëÝ÷èçêå íá åßíáé ôï äõíáµéêü áíïé÷ôïý êõêëþµáôïò, Åi= -0.683 V. H öïñÜ ôçò óÜñùóçò áíôéóôñÝöåôáé óôá 0.2 V êáé åðáíáöÝñåôáé óôçí áñ÷éêÞ ôéµÞ Åi. Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýµáôïò êáôáãñÜöåôáé óôç äéÜñêåéá ôçò óÜñùóçò ùò óõíÜñôçóç ôïõ äõíáµéêïý ðïõ åðéâÜëëåôáé. Ç êáµðýëç I – E ãéá µçäåíéêÞ óõãêÝíôñùóç áíáóôïëÝá áðïôåëïýóå ôçí êáµðýëç áíáöïñÜò. Óôçí ðåñßðôùóç ðïõ ï áíáóôïëÝáò ðñïóñïöÜôáé óôçí µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá, ç Ýíôáóç ôïõ ñåýµáôïò èá µåéþíåôáé óå ó÷Ýóç µå ôçí êáµðýëç áíáöïñÜò, äåäïµÝíïõ üôé ëüãù ôçò ðñïóñüöçóçò µåéþíåôáé ç åëåýèåñç µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá ðïõ µðïñåß íá çëåêôñïäéáëõèåß. Óôï Ó÷Þµá 2 ðáñïõóéÜæïíôáé ïé êáµðýëåò I - E (áíïäéêÞ óÜñùóç) ãéáÓ÷Þµá 2. ÊõêëéêÜ âïëôáµïãñáöÞµáôá (áíïäéêÞ óÜñùóç) ãéá äéÜöïñåò ôéµÝò óõãêåíôñþóåùí VpCIÐÑÏÓÔÁÓÉÁ ÔÏÕ ÄÏÌÉÊÏÕ ×ÁËÕÂÁ ÌÅ ÔÇ ×ÑÇÓÇ ÐÔÇÔÉÊÙÍ ÁÍÁÓÔÏËÅÙÍ ÄÉÁÂÑÙÓÇÓ äéÜöïñåò ôéµÝò óõãêåíôñþóåùí VpCI óôï äéÜëõµá. ¼ðùò öáßíåôáé óôçí åéêüíá áõôÞ, óôçí ðåñßðôùóç ôçò êáµðýëçò á í á ö ï ñ Ü ò 0 % V p CI , ç ñ ï Þ ô ï õ ñåýµáôïò áñ÷ßæåé óå äõíáµéêü Å = -500 mV. Ðáñïõóßá áíáóôïëÝá ôï äõíáµéêü óôï ïðïßï áñ÷ßæåé ç ñïÞ ôïõ ñåýµáôïò áõîÜíåé. Áðü ôá äéáãñܵµáôá öáßíåôáé üôé ï áíáóôïëÝáò ðñïóñïöÜôáé óôçí åðéöÜíåéá ôïõ çëåêôñïäßïõ ó÷çµáôßæïíôáò Ýíá åðéöáíåéáêü óôñþµá ðïõ åðéâñáäýíåé ôçí çëåêôñïäéÜëõóç ôïõ µåôÜëëïõ. Åðßóçò ç âÝëôéóôç åðéâñÜäõíóç åðéôõã÷Üíåôáé ãéá óõãêÝíôñùóç áíáóôïëÝá 3%.Ôå÷íéêÞ Tafel Óôçí ôå÷íéêÞ Tafel ôï äõíáµéêü µåôáâÜëëåôáé µå óôáèåñÞ ôá÷ýôçôá êáôÜ 250 mV ôüóï óôçí êáèïäéêÞ üóï êáé óôçí áíïäéêÞ ðåñéï÷Þ óå ó÷Ýóç µå ôï äõíáµéêü äéÜâñùóçò êáé êáôáãñÜöåôáé ç µåôáâïëÞ ôçò Ýíôáóçò ôïõ ñåýµáôïò. Ç ôå÷íéêÞ Tafel ÷ñçóéµïðïéÞèçêå ãéá ôçí åêôßµçóç ôïõ âáèµïý ðñïóôáóßáò (n%) µÝóù ôïõ õðïëïãéóµïý ôçò ðõêíüôçôáò ôïõ ñåýµáôïò äéÜâñùóçò icorr.icorr − icorr(inh) n(%) = ×100 icorr(1)üðïõ Icorr ïé ôéµÝò ôçò ðõêíüôçôáò ôïõ ñåýµáôïò äéÜâñùóçò ÷ùñßò ôïí ðôçôéêü áíáóôïëÝá êáé Icorr(inh) µå ôïí ðôçôéêü áíáóôïëÝá (Bentiss, F. et al, 2000). Óôï Ó÷Þµá 3 ðáñïõóéÜæïíôáé ïé êáµðýëåò Tafel ãéá äéÜöïñåò ôéµÝò óõãêÝíôñùóçò VpCI. Ïé ôéµÝò ôçò ðõêíüôçôáò ôïõ ñåýµáôïò äéÜâñùóçò óå êÜèå óõãêÝíôñùóç áíáóôïëÝá, ç áíïäéêÞ óôáèåñÜ Tafel (ba) êáé ç êáèïäéêÞ óôáèåñÜ Tafel (bc) êáé ï âáèµüò ðñïóôáóßáò (n%) ðáñïõóéÜæïíôáé óôïí ðßíáêá 1.Ðßíáêáò 1. ÓõãêñéôéêÝò ðáñܵåôñïé ôçò ôå÷íéêÞò TafelÁðü ôéò ôéµÝò ôçò ðõêíüôçôáò ôïõ ñåýµáôïò äéÜâñùóçò êáé ôïí âáèµü ðñïóôáóßáò ðñïêýðôåé üôé ç âÝëôéóôç óõãêÝíôñùóç áíáóôïëÝá ãéá ôçí ðñïóôáóßá ôçò µåôáëëéêÞò åðéöÜíåéáò åßíáé 3%.Çëåêôñï÷çµéêÞ Öáóµáôïóêïðßá Óýíèåôçò Áíôßóôáóçò Óýµöùíá µå ôçí µÝèïäï EIS, êáôáãñÜöåôáé ç áðüêñéóç ôïõ óõóôÞµáôïò É = É0 sin(ùt+Ö) üôáí åöáñµïóôåß µéá µéêñïý ðëÜôïõò çµéôïíïåéäÞò ôÜóç Å = = Å0 sinùt ãéá Ýíá ðñïêáèïñéóµÝíï åýñïò óõ÷íïôÞôùí ù. Ç ÅÉS ÷ñçóéµïðïéÞèçêå ãéá ôçí åêôßµçóç ðáñáµÝôñùí üðùò ç áíôßóôáóç ðüëùóçò êáé ç ÷ùñçôéêüôçôá ôçò äéðëïóôïéâÜäáò Cdl êáé ôïí ðñïóäéïñéóµü µÝóù áõôþí ôïõ âáèµïý êÜëõøçò ôçò åðéöÜíåéáò (è) áðü ôïí áíáóôïëÝá. Ï ðñïóäéïñéóµüò ôïõ âáèµïý êÜëõøçò èá åðéôñÝøåé ôïí ðñïóäéïñéóµü ôçò éóüèåñµçò ðñïóñüöçóçò. Óôï Ó÷Þµá 4 ðáñïõóéÜæïíôáé óõãêñéôéêÜ ôá äéáãñܵµáôá Nyquist ãéá äéÜöïñåò ôéµÝò óõãêåíôñþóåùí ôïõ VpCI.íôñùóç 4%. Åðßóçò óçµåéþíåôáé üôé ïé äéáöïñÝò ôçò Rp ãéá óõãêåíôñþóåéò 3% êáé 4% åßíáé ðïëý µéêñÝò, óõíåðþò ç âÝëôéóôç ðåñéï÷Þ óõãêåíôñþóåùí âñßóêåôáé µåôáîý ôùí óõãêåíôñþóåùí áõôþí.Éóüèåñµç Ðñïóñüöçóçò Áí ç ðñïóñüöçóç ôïõ áíáóôïëÝá áêïëïõèåß ôçí éóüèåñµç ðñïóñüöçóçò Langmuir ôüôå ï âáèµüò êÜëõøçò ôçò åðéöÜíåéáò è äßíåôáé áðü ôçí ó÷Ýóç (2) (Bentiss, F. et al., 2000, Aramaki, K., et al., 1987),ϑ=bCinh 1+ bCinh(2)üðïõ b ï óõíôåëåóôÞò ñüöçóçò êáé Cinh ç óõãêÝíôñùóç ôïõ áíáóôïëÝá óôï äéÜëõµá. Ç ÷ùñçôéêüôçôá ôçò äéðëïóôïéâÜäáò Cdl óõíäÝåôáé µå ôï âáèµü êÜëõøçò ôçò åðéöÜíåéáò è óýµöùíá µå ôç ó÷Ýóç (3), Cdl,è = (1 - è)Cdl0 + è Cdls(3)üðïõ Cdl,è ç ÷ùñçôéêüôçôá ôçò äéðëïóôïéâÜäáò ðáñïõóßá áíáóôïëÝá, Cdl0 ç ÷ùñçôéêüôçôá ôçò äéðëïóôïéâÜäáò ÷ùñßò áíáóôïëÝá, êáé Cdls ç ÷ùñçôéêüôçôá ãéá åëÜ÷éóôç êÜëõøç ôçò åðéöÜíåéáò áðü ôïí áíáóôïëÝá. Ãéá ðïëý µéêñÝò ôéµÝò Cdls ç ó÷Ýóç (3) ãßíåôáé, Ó÷Þµá 4. Êáµðýëåò Nyquist ãéá äéÜöïñåò ôéµÝò óõãêåíôñþóåùí VpCI. Áðü ôo äéÜãñáµµá áõôü ðñïêýðôåé üôé ç óýíèåôç áíôßóôáóç ôïõ óõóôÞµáôïò åîáñôÜôáé áðü ôçí óõãêÝíôñùóç ôïõ VpCI.Ó÷Þµá 3. Êáµðýëåò Tafel ãéá äéÜöïñåò ôéµÝò óõãêåíôñþóåùí VpCIÐßíáêáò 2. ÓõãêñéôéêÝò ðáñܵåôñïé ôçò ôå÷íéêÞò EISÓôïí ðßíáêá 2 ðáñïõóéÜæïíôáé ïé ôéµÝò ôçò áíôßóôáóçò ðüëùóçò Rp êáé ôçò ÷ùñçôéêüôçôáò ôçò äéðëïóôïéâÜäáò Cdl ãéá äéÜöïñåò ôéµÝò óõãêÝíôñùóçò ôïõ áíáóôïëÝá. Ç µÝãéóôç ôéµÞ Rp êáé óõíåðþò ç µÝãéóôç ðñïóôáóßá áðü ôç äéÜâñùóç åµöáíßæåôáé ãéá óõãêÝ-è = 1- Cdl,è/ Cdl0(4)Áðü ôçí ó÷Ýóç (2) öáßíåôáé üôé áí ç ðñïóñüöçóç ôïõ áíáóôïëÝá áêïëïõèåß ôçí éóüèåñµç Langmuir ôüôå ç óõ-Ó÷Þµá 5. Éóüèåñµç ðñïóñüöçóçò LangmuirÐÑÏÓÔÁÓÉÁ ÔÏÕ ÄÏÌÉÊÏÕ ×ÁËÕÂÁ ÌÅ ÔÇ ×ÑÇÓÇ ÐÔÇÔÉÊÙÍ ÁÍÁÓÔÏËÅÙÍ ÄÉÁÂÑÙÓÇÓ íÜñôçóç ôïõ êëáóµáôïò Cinh / è ùò ðñïò Cinh èá åßíáé ãñáµµéêÞ.óå óõµöùíßá µå ôéò çëåêôñï÷çµéêÝò µåôñÞóåéò.Ç åîÜñôçóç ôïõ Cinh / è ùò ðñïò Cinh ãéá ôïí áíáóôïëÝá VpCI ðáñïõóéÜæåôáé óôï Ó÷Þµá 5. Åßíáé öáíåñü üôé ç åîÜñôçóç áõôÞ åßíáé ãñáµµéêÞ êáé ç ðñïóñüöçóç áêïëïõèåß ôçí éóüèåñµç Langmuir.ÓÕÆÇÔÇÓÇ ÁÐÏÔÅËÅÓÌÁÔÙÍ ÓÕÌÐÅÑÁÓÌÁÔÁÌéêñïóêïðéêÞ ðáñáôÞñçóçÇëåêôñïíéêü µéêñïóêüðéï óÜñùóçò Ãéá ôç µéêñïóêïðéêÞ ðáñáôÞñçóç ÷ñçóéµïðïéÞèçêáí äåßãµáôá ðëáêéäßùí ÷Üëõâá ôõðéêÞò óýóôáóçò, ôá ïðïßá åµâáðôßóôçêáí ãéá äéÜóôçµá 72 ùñþí óå äéáëýµáôá ðôçôéêïý áíáóôïëÝá óõãêåíôñþóåùí 3% êáé 4% ê.â óå õäáôéêü äéÜëõµá NaCl 3.5% ê.â êáé óõãêñßèçêå ç áíôéäéáâñùôéêÞ óõµðåñéöïñÜ ôïõò µå ÷Üëõâá µç åµâáðôéóµÝíï(áíáöïñÜò) êáé åµâáðôéóµÝíï óå äéÜëõµá NaCl 3.5% ê.â.Ó÷Þµá 6. Áðåéêüíéóç ôçò åîÝôáóçò ôùí äïêéµßùí ÷Üëõâá µå ôï çëåêôñïíéêü µéêñïóêüðéï. (á) Äïêßµéï áíáöïñÜò(µç åµâáðôéóµÝíï), (â) Äïêßµéï åµâáðôéóµÝíï óå äéÜëõµá 3,5% NaCl ê.â (ã) äïêßµéï åµâáðôéóµÝíï óå äéÜëõµá 3 % VpCI (ä) äïêßµéï åµâáðôéóµÝíï óå äéÜëõµá 4 % VpCIÓôï Ó÷Þµá 6 ðáñïõóéÜæïíôáé áíôéðñïóùðåõôéêÝò åéêüíåò ôùí äïêéµßùí ðïõ åîåôÜóôçêáí µå ôçí çëåêôñïíéêÞ µéêñïóêïðßá óÜñùóçò óå 100µm µåãÝíèõóç. Ôï äïêßµéï (ä) åµâáðôéóµÝíï óå äéÜëõµá 4% ðôçôéêïý áíáóôïëÝá ðáñïõóéÜæåé ðáñáðëÞóéá åéêüíá µå áõôÞ ôïõ ä ïê é µ ß ï õ á í á ö ïñÜò (µç å µâáðôéóµÝíïõ) êáé ðïëý êáëýôåñç áðü áõôÞ ôïõ åµâáðôéóµÝíïõ äïêéµßïõ óå 3% ðôçôéêü áíáóôïëÝá. ÅðïµÝíùò óôç óõãêÝíôñùóç 4% ðôçôéêïý áíáóôïëÝá åðéôõã÷Üíåôáé ç êáëýôåñç áíôéäéáâñùôéêÞ óõµðåñéöïñÜ. Ôá áðïôåëÝóµáôá áõôÜ âñßóêïíôáéÇ ðüëùóç ôïõ óéäÞñïõ óå õäáôéêÜ äéáëýµáôá NaCl ðïõ ðåñéÝ÷ïõí áíáóôïëÝá VpCI åîáñôÜôáé áðü ôç óõãêÝíôñùóç ôïõ áíáóôïëÝá. Áýîçóç ôçò óõãêÝíôñùóçò ôïõ áíáóôïëÝá Ý÷åé ùò áðïôÝë å ó µá ôçí á ýîçóç ô ïõ å ýñïõò äõíáµéêþí üðïõ ðáñåµðïäßæåôáé ç çëåêôñïäéÜëõóç ôçò µåôáëëéêÞò åðéöÜíåéáò. Óõíåðþò, ï áíáóôïëÝáò ðñïóñïöÜôáé óôï µÝôáëëï µåéþíïíôáò ôçí åíåñãÞ åðéöÜíåéá ôïõ. Ï õðïëïãéóµüò ôçò åêôßµçóçò ôïõ âáèµïý ðñïóôáóßáò, µÝóù ôïõ ðåéñ á µ á ô é ê ï ý ð ñ ïó ä é ï ñéóµïý ôïõ ñåýµáôïò äéÜâñùóçò öáíåñþíåé üôé ç µÝãéóôç ðñïóôáóßá ðáñáôçñåßôáé ãéá óõãêåíôñþóåéò áíáóôïëÝá µåôáîý 3% 4% ê.â. Ç µÝãéóôç ðñïóôáóßá ãéá ôéò ðáñáðÜíù óõãêåíôñþóåéò äéáðéóôþíåôáé êáé µÝóù ôïõ õðïëïãéóµïý ôçò áíôßóôáóçò ðüëùóçò µå ôçí ôå÷íéêÞ ôçò çëåêôñï÷çµéêÞò öáóµáôïóêïðßáò óýíèåôçò áíôßóôáóçò áëëÜ êáé µå µéêñïóêïðéêÞ ðáñáôÞñçóç äïêéµßùí, åµâáðôéóµÝíùí óôï çëåêôñïëõôéêü äéÜëõµá ãéá 72 þñåò. ÔÝëïò, ï õðïëïãéóµüò ôïõ âáèµïý êÜëõøçò ôçò µåôáëëéêÞò åðéöÜíåéáò áðü ôïí áíáóôïëÝá µåóù ôùí µåãåèþí ðïõ ððñïÝêõøáí áðü ôçí ôå÷íéêÞ ôçò çëåêôñï÷çµéêÞò öáóµáôïóêïðßáò óýíèåôçò áíôßóôáóçò êáé ç µåëÝôç ôçò åîÜñôçóÞò ôïõ áðü ôç óõãêÝíôñùóç ôïõ áíáóôïëÝá öáíåñþíåé üôé ç ðñïóñüöç-óç õðáêïýåé ôçí éóüèåñµç Langmuir. Ôï óõµðÝñáóµá áõôü óõíçãïñåß óôïí ðñïôåéíüµåíï µç÷áíéóµü ó÷çµáôéóµïý åíüò µïíïµïñéáêïý óôñþµáôïò áíáóôïëÝá óôçí µåôáëëéêÞ åðéöÜíåéá ôï ïðïßï äñá ðñïóôáôåõôéêÜ Ýíáíôé ôçò äéÜâñùóçò.ÁÍÁÖÏÑÅÓ Aramaki, K., Nishihara, H., “AC impedance studies on relationship between adsorption behaviour of polar organic compounds and anodically polarized nickel and the HSAB principle”. J.Electrochem.Soc. Electrochemical Science and Technology, Vol. 134, No.5 (1987) 10591064 Aramaki, K., Hagiwara, M., Nishihara, H., “Adsorption and corrosion inhibition effect of anion plus an organic cation on iron in 1M HClO4 and the HSAB principle”, J.Electrochem.Soc. Electrochemical Science and Technology, Vol. 134, No.8 (1987) 1896-1901 Bastidas, D.M., Cano, E.& Mora, E.M. “ Volatile corrosion inhibitors: a review”. AntiCorrosion Methods and Materials, Vol.52, No 2 (2005) 71-77 B a t i s G . , R a k an t a E . , T s a m p ras L . , Mougiakos S. & Agnantiari G., 2000. “Corrosion of reinforcing steel”. Journal of Greek Civil Engineers, 280 (2000) 24- 30 Bentiss, F., Traisnel, M., Gengembre, L., Lagrenee, M., “Inhibition of acidic corrosion of mild steel by 3.5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole”. Applied Surface Science, 161 (2000) 194-202 Chandler, C.J., “Environmentally friendly Volatile Corrosion Inhibitors”. Corrosion NACE, (2002) paper no 01194 Estevao, L.R.M. & Nascimento, R.S.V., “Modifications in the volatilization rate of volatile corrosion inhibitors by means of host-quest systems”. Corrosion Science, 43 (2001) 1133-1153