Theoretical Foundations of Chemical EngineeringTheoretical Foundations of Chemical EngineeringТеоретические основы химической технологии0040-35713034-6053The Russian Academy of Sciences68129410.31857/S0040357124060104VHKEUKArticlesСтатьиResearch ArticleСамовосстанавливающиеся покрытия, содержащие слоистые двойные гидроксиды, импрегнированные ингибитором коррозии, для антикоррозионной защиты магниевых сплавовСамовосстанавливающиеся покрытия, содержащие слоистые двойные гидроксиды, импрегнированные ингибитором коррозии, для антикоррозионной защиты магниевых сплавовГнеденковА. С.
Russian Federation
asg17@mail.comСинебрюховС. Л.
Russian Federation
asg17@mail.comНомеровскийА. Д.
Russian Federation
asg17@mail.comГнеденковС. В.
Russian Federation
asg17@mail.comФГБУН Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук1512202458677278329052025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0040-3571/article/view/681294

Методом плазменного электролитического оксидирования на поверхности магниевого сплава МА8 сформирована пористая керамикоподобная матрица. Проведена функционализация поверхности гетерооксидного слоя путем формирования пленки из слоистых двойных гидроксидов. Предложено несколько методов интеркаляции образованных наноконтейнеров ингибитором коррозии (бензотриазолом). Изучены состав, морфология, коррозионное поведение и механизм самозалечивания сформированного покрытия.

Методом плазменного электролитического оксидирования на поверхности магниевого сплава МА8 сформирована пористая керамикоподобная матрица. Проведена функционализация поверхности гетерооксидного слоя путем формирования пленки из слоистых двойных гидроксидов. Предложено несколько методов интеркаляции образованных наноконтейнеров ингибитором коррозии (бензотриазолом). Изучены состав, морфология, коррозионное поведение и механизм самозалечивания сформированного покрытия.

магниевый сплавплазменное электролитическое оксидированиеслоистые двойные гидроксидыингибитор коррозииLocal electrochemical tests, coating formation and modeling of the self-healing mechanism of the protective layer were supported by the Russian Science Foundation Grant (project No. 24-73-10008). The study of the structure, composition and kinetics of corrosion processes by traditional electrochemical methods was supported by the Russian Science Foundation Grant (project No. 20-13-00130). The XRF data were obtained within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (project No. FWFN (0205) - 2024 - 0001).Локальные электрохимические испытания, формирование покрытия и моделирование механизма самовосстановления защитного слоя выполнены при поддержке Гранта РНФ (проект № 24-73-10008). Изучение структуры, состава и кинетики коррозионных процессов традиционными электрохимическими методами выполнено при поддержке Гранта РНФ (проект № 20-13-00130). Данные РФА получены в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FWFN(0205)–2024–0001).Chen Q., Lu X., Serdechnova M., Wang C., Lamaka S., Blawert C., Zheludkevich M.L., Wang F. Formation of self-healing PEO coatings on AM50 Mg by in-situ incorporation of zeolite micro-container // Corros. Sci. 2022. V. 209. P. 110785.Li J., He N., Li J., Fu Q., Feng M., Jin W., Li W., Xiao Y., Yu Z., Chu P. A silicate-loaded MgAl LDH self-healing coating on biomedical Mg alloys for corrosion retardation and cytocompatibility enhancement // Surf. Coat. Tech. 2022. V. 439. P. 128442.Shulha T., Serdechnova M., Lamaka S. V., Lu X., Feiler C., Blawert C., Zheludkevich M.L. Corrosion Inhibitors Intercalated into Layered Double Hydroxides Prepared In Situ on AZ91 Magnesium Alloys: Structure and Protection Ability // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2023. V. 15. № 4. P. 6098.Sun M., Yerokhin A., Bychkova M.Y., Shtansky D.V., Levashov E.A., Matthews A. Self-healing plasma electrolytic oxidation coatings doped with benzotriazole loaded halloysite nanotubes on AM50 magnesium alloy // Corros. Sci. 2016. V. 111. P. 753.Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Filonina V.S., Ustinov A.Y., Gnedenkov S.V. Hybrid Coatings for Active Protection against Corrosion of Mg and Its Alloys // Polymers. 2023. V. 15. № 14. P. 3035.Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Filonina V.S., Ustinov A.Y., Sukhoverkhov S.V., Gnedenkov S.V. New Polycaprolactone-Containing Self-Healing Coating Design for Enhance Corrosion Resistance of the Magnesium and Its Alloys // Polymers. 2023. V. 15. № 1. P. 202.Evans D.G., Slade R.C.T. Structural Aspects of Layered Double Hydroxides // Layered Double Hydroxides. Structure and Bonding. B: Springer, 2005.Xu Z., Wu Y., Zhang Z., Wang Y., Hu J., Ma Y., Zhang Z., Huang H., Wei J., Yu Q., Shi C. A review on the research progress of LDHs as corrosion inhibitors for reinforced concrete // J. Build. Eng. 2023. V. 70. P. 106303.Kasneryk V., Serdechnova M., Blawert C., Zheludkevich M.L. LDH has been grown: What is next? Overview on methods of post-treatment of LDH conversion coatings // Appl. Clay Sci. 2023. V. 232. P. 106774.Pan S.-Q., Zhang F., Wen C., Zeng R.-C. Advances in Mg–Al-layered double hydroxide steam coatings on Mg alloys: A review // J. Magnes. Alloy. 2023. V. 11. № 5. P. 1505.Pillado B., Mingo B., del Olmo R., Matykina E., Kooijman A.M., Gonzalez–Garcia Y., Arrabal R., Mohedano M. LDH conversion films for active protection of AZ31 Mg alloy // J. Magnes. Alloy. 2023. V. 11. № 1. P. 201.Li J., Luo M., Chen Z., Zhuang E., Yu B., Chen Y., Nong Y. Anti-corrosion mechanism of MgAl-LDHs inhibitors with varying anionic charge on reinforcing steel in simulated concrete pore solutions // Constr. Build. Mater. 2023. V. 363. P. 129882.Wang D., Zhu Q., Su Y., Li J., Wang A., Xing Z. Preparation of MgAlFe-LDHs as a deicer corrosion inhibitor to reduce corrosion of chloride ions in deicing salts // Constr. Build. Mater. 2019. V. 174. P. 164.Kameshima Y., Yoshizaki H., Nakajima A., Okada K. Preparation of sodium oleate/layered double hydroxide composites with acid-resistant properties // J. Colloid. Interface Sci. 2006. V. 298. № 2. P. 624.Shulha T., Serdechnova M., Iuzviuk M.H., Zobkalo I.A., Karlova P., Scharnagl N., Wieland D.C.F., Lamaka S.V., Yaremchenko A.A., Blawert C. Zheludkevich M. In situ formation of LDH-based nanocontainers on the surface of AZ91 magnesium alloy and detailed investigation of their crystal structure // J. Magnes. Alloy. 2022. V. 10. № 5. P. 1268.Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Хрисанфова О.А., Егоркин В.С., Машталяр Д.В., Сидорова М.В., Гнеденков А.С., Волкова Е.Ф. Свойства покрытий, сформированных на магниевом сплаве МА8 методом плазменного электролитического оксидирования // Вестник ДВО РАН. Т. 5. № 153. С. 35.Гнеденков, С.В. Хрисанфова, О.А. Синебрюхов С.Л., Пузь А.В., Гнеденков А.С. Композиционные защитные покрытия на поверхности никелида титана // Коррозия: материалы, защита. 2007. Т. 2. С. 20–25.Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Filonina V.S., Gnedenkov S.V. Hydroxyapatite-containing PEO-coating design for biodegradable Mg-0.8Ca alloy: Formation and corrosion behaviour //J. Magnes. Alloy. 2023. V. 11. № 12. P. 4468.Li C.-Y., Gao L., Fan X.-L., Zeng R.-C., Chen D.-C., Zhi K.-Q. In vitro degradation and cytocompatibility of a low temperature in-situ grown self-healing Mg-Al LDH coating on MAO-coated magnesium alloy AZ31 // Bioact. Mater. 2020. V. 5. № 2. P. 364.Williams G.R., Khan A.I., O’Hare D. Mechanistic and Kinetic Studies of Guest Ion Intercalation into Layered Double Hydroxides Using Time-resolved, In-situ X-ray Powder Diffraction // Layered Double Hydroxides. Structure and Bonding. B: Springer, 2005.Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Nomerovskii A.D., Filonina V.S., Ustinov A.Y., Gnedenkov S.V. Design of self-healing PEO-based protective layers containing in-situ grown LDH loaded with inhibitor on the MA8 magnesium alloy // J. Magnes. Alloy. 2023. V. 11. № 10. P. 3688.Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Vyaliy I.E., Egorkin V.S., Gnedenkov S.V. Corrosion of the welded aluminium alloy in 0.5 M NaCl solution. Part 2: Coating protection // Materials. 2018. V. 11. № 11. P. 2177.Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Nomerovskii A.D., Marchenko V.S., Ustinov A.Y., Gnedenkov S.V. Carboxylates as green corrosion inhibitors of magnesium alloy for biomedical application // J. Magnes. Alloy. 2024. V. 12. № 7. P. 2909.Wieduwilt F., Lenth C., Ctistis G., Plachetka U., Möller M., Wackerbarth H. Evaluation of an on-site surface enhanced Raman scattering sensor for benzotriazole // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 8260.Chan H.Y.H., Weaver M.J. Vibrational structural analysis of benzotriazole adsorption and phase film formation on copper using surface-enhanced Raman spectroscopy // Langmuir. 1999. V. 15. № 9. P. 3348.Thomas S., Venkateswaran S., Kapoor S., D’Cunha R., Mukherjee T. Surface enhanced Raman scattering of benzotriazole: A molecular orientational study // Spectrochim. Acta A. Mol. Biomol. Spectrosc. 2004. V. 60. № 1–2. P. 25.Rodriguez J., Mouanga M., Roobroeck A., Cossement D., Mirisola A., Olivier M.-G. Study of the inhibition ability of benzotriazole on the Zn-Mg coated steel corrosion in chloride electrolyte // Corros. Sci. 2018. V. 132. P. 56.Wang J.-L., Ke C., Pohl K., Birbilis N., Chen X.-B. The Unexpected Role of Benzotriazole in Mitigating Magnesium Alloy Corrosion: A Nucleating Agent for Crystalline Nanostructured Magnesium Hydroxide Film // J. Electrochem. Soc. 2015. V. 162. № 8. P. 403.Rodriguez J., Bollen E., Nguyen T.D., Portier A., Paint Y., Olivier M.-G. Incorporation of layered double hydroxides modified with benzotriazole into an epoxy resin for the corrosion protection of Zn-Mg coated steel // Prog. Org. Coat. 2020. V. 149. P. 105894.