Από τους κ.κ. Ε. Νταφλού, Α. Καραντώνη, Γ. Μπατή
Αναδημοσίευση από το περιοδικό ΤΕΧΝΙΚΑ
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 VpCIÐÑÏÓÔÁÓÉÁ 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
LangmuirÐÑÏÓÔÁÓÉÁ 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