CC BY
0Л!
ISSN 1606-867Х (Print) ISSN 2687-0711 (Online)
среды и межфазные границы
https://journals.vsu.ru/kcmf/
Обзор
Обзорная статья УДК 620.193.013
https://doi.org/10.17308/kcmf.2024.26/11806
Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов: продукты окисления и селективное растворение цинка. Обзор
А. И. Бирюков1н, О. А. Козадеров2, Т. В. Батманова1
ФГБОУ ВО Челябинский государственный университет,
ул. Братьев Кашириных, 129, Челябинск 454001, Российская Федерация
2ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж394018, Российская Федерация
В обзоре литературы проанализированы и систематизированы результаты исследований коррозии широко используемых антикоррозионных цинковых покрытий на основе различных бинарных систем Zn-Al, Zn-Mg, Zn-Fe, Zn-Ni, Zn-Co. Изучены закономерности коррозии, роль селективного растворения и продуктов коррозии в повышении коррозионной стойкости покрытий в нейтральных хлоридсодержащих средах. Анализ показывает, что скорость коррозии зависит от химического и фазового состава цинковых покрытий, что обусловлено различиями в коррозионном поведении фазовых составляющих сплавов. Селективное растворение оказывает неоднозначное влияние на коррозионную стойкость покрытий. С одной стороны, процесс избирательного растворения цинка может сопровождаться образованием коррозионных трещин, что снижает коррозионную стойкость покрытия. С другой стороны, формируется шероховатая поверхность, обогащённая легирующим электроположительным компонентом. Как следствие, шероховатость стимулирует осаждение более плотного и компактного слоя продуктов коррозии, который снижает доступ кислорода и других компонентов электролита к поверхности покрытия. Пленка продуктов коррозии в определенных условиях может обеспечивать дополнительное сопротивление коррозионному процессу за счет низкой электропроводности. При равномерном растворении покрытий происходит как совместное осаждение сложных соединений цинка и легирующих металлов, так и допирование слоя продуктов оксидами или гидрок-сидами легирующих металлов. Это также приводит к повышению компактности и снижению электропроводности, что увеличивает коррозионную стойкость покрытий. Цель статьи: обзор результатов исследований коррозии цинковых покрытий, физико-химических особенностей формирования и состава слоя продуктов коррозии, влияния продуктов коррозии и селективного растворения на коррозионную стойкость покрытий. Проведен обзор результатов исследований коррозии цинковых покрытий с учетом образования защитного слоя продуктов коррозии и селективного растворения цинка. На коррозию цинковых покрытий оказывают влияние структура и фазовый состав покрытий, селективное растворение цинка, а также природа слоя продуктов коррозии. Коррозионная стойкость цинковых покрытий увеличивается в случае образования компактного слоя продуктов коррозии с низкой электропроводностью. Положительный эффект на его защитную способность может оказывать селективное растворение цинка за счет образования шероховатой поверхности, способствующей осаждению более плотного слоя продуктов коррозии. В случае равномерного растворения сплавных цинковых покрытий легирующие металлы способны встраиваться в структуру продуктов коррозии цинка, что делает слой более компактным и приводит к снижению его электропроводности, что заметно повышает коррозионную стойкость покрытий.
Ключевые слова: цинковые покрытия, коррозия, селективное растворение, симонколлеит, гидроцинкит Источник финансирования: Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания ВУЗам в сфере научной деятельности на 2022-2024 годы, проект № FZGU-2022-
Аннотация
0003.
И Бирюков Александр Игоревич, e-mail: BiryukovAI.csu@yandex.ru © Бирюков А. И., Козадеров О. А., Батманова Т. В., 2024
:) (,0 Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.
А. И. Бирюков и др.
Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
Для цитирования: Бирюков А. И., Козадеров О. А., Батманова Т. В. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов: продукты окисления и селективное растворение цинка. Обзор. Конденсированные среды и межфазные границы. Конденсированные среды и межфазные границы. 2024;26(1): 25-36. https://doi.org/10.17308/kcmf.2024.26/11806 For citation: Biryukov A. I., Kozaderov O. A., Batmanova T. V. Features of corrosion of coatings based on zinc alloys: oxidation products and selective dissolution of zinc. Review. Condensed Matter and Interphases. Конденсированные среды и межфазные границы. 2024;26(1): 25-36. https://doi.org/10.17308/kcmf.2024.26/11806
1. Введение
Цинк и его сплавы широко используются для защиты конструкционных материалов и изделий от коррозии в различных отраслях промышленности. Защитные цинковые покрытия получают катодным осаждением, погружением в расплав цинка, термодиффузионным методом и газодинамическим напылением с применением порошков цинка, а также их введением в состав лакокрасочных композиций. Независимо от способа получения, коррозионное поведение цинковых покрытий сильно зависит от состава, морфологии и структуры слоя продуктов коррозии (ПК), физико-химические свойства которого зачастую определяют высокую коррозионную стойкость цинковых покрытий. Помимо оксида ^пО) и гидроксида цинка ^п(ОН)2), в зависимости от химического состава коррозионной среды слой ПК может включать различные основные соли цинка [1-4]. Кроме того, коррозия цинковых сплавов может протекать по механизму селективного растворения (СР) [5]. В таком случае возможно накопление легирующего компонента на поверхности сплава, что оказывает дополнительное влияние на физико-химические свойства защитного слоя и коррозионную стойкость покрытий. Особую роль процессы деградации цинковых покрытий играют в микроэлектронике, где они могут применяться в качестве промежуточного слоя, например, при никелировании алюминиевых контактных площадок. Учитывая, что при этом нельзя исключить и возможность формирования сплавов цинка с никелем и алюминием, наряду с образованием продуктов окисления цинка необходимо принимать во внимание и вероятность его селективного растворения.
В работе проведен обзор результатов исследований закономерностей формирования защитного слоя продуктов коррозии цинка, обеспечивающего коррозионную стойкость покрытий на его основе, в том числе с учетом явления селективного растворения.
2. Коррозия цинка
Процесс коррозионной деградации цинка включает его электрохимические окисление на анодных участках покрытия:
Zn - 2е - Zn2+.
На катодных участках в нейтральной и щелочной водной среде происходит восстановление растворенного в воде кислорода:
2е + 1/2О2 + Н2О - 2ОН-.
Накопление ионов Zn2+ и ОН- в приповерхностном слое раствора приводит к достаточно быстрому образованию осадка гидроксида цинка:
^2+ + 2ОН- - ^(Ш)^.
Будучи аморфным, он способен к трансформации в различные продукты, природа которых зависит от рН среды [6]:
Zn(OH)2(am) - ZnO, рН=7-9;
Zn(OH)2(am) - Р^п(ОН)2 рН=7-9;
Zn(OH)2(am) - Р2^П(ОН)2 рН=11-12.
Последующие преобразования Zn(OH)2 в значительной степени зависят от химического состава среды, в частности, от наличия ионов С1-, SO42- и продуктов взаимодействия растворенного СО2с водой:
СО2(ЗЧ) + 2ОН- - СО32- + Н2О,
СО2(ЗЧ) + СО3- + Н2О - 2НСО-.
Последние, взаимодействуя с гидрокси-дом Zn(OH)2, достаточно быстро (в течение нескольких часов) образуют гидроцинкит (ГЦ) или гидроксокарбонат цинка Zn5(OH)6(CO3)2 (3Zn(OH)2x2Zn(CO3)2) [7, 8]:
5Zn(OH)2(s)+2HCO3 + 2Н+ - Zn5(OH)6(CO3)2 + 4Н2О,
а также моногидрат гидроксикарбоната цинка Zn4CO3(OH)6•H2O. В средах с относительно большим содержанием хлорид-ионов ГЦ за несколько дней превращается в симонколлеит (СК) или гидроксохлорид цинка Zn5Cl2(OH)8• Н2О (4Zn(OH)2•ZnCl2). Если концентрация С1- в растворе более 0.01 М и рН ^ 7, а СО2 отсутствует или концентрация его незначительна, то СК образуется непосредственно из ZnO или Zn(OH)2 [9-12]:
4Zn(OH)2 + Zn2+ + 2С1- - 4Zn(OH)•ZnCL.
А. И. Бирюков и др.
Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
Образование СК описывают и другими химическими реакциями, например, [9-12]:
5ZnO + 2C1- + 6H2O ^ Zn5(OH)8Cl2-H2O + 2OH-, Zn(OH)2 + 4Zn2+ + 6OH- + 2C1- ^ Zn5(OH)8C12, 5Zn(OH)2 + 2C1- + H2O ^ Zn5(OH)8C12^H2O + 2OH-.
Кроме того, формирование симноколлеита рассматривают и как химическое осаждение из насыщенного ионами раствора вблизи поверхности корродирующего металла [8, 13]:
5Zn2+ + 8OH- + 2C1- ^ Zn5(OH)8C12,
4Zn2+ + H2O + 8OH- + 2C1- ^ Zn5(OH)8C12^H2O.
При продолжительной выдержке в течение нескольких лет под воздействием SO2 и SO42- СК может преобразоваться в гордаит NaZn4C12(OH)6SO4-6H2O.
Симонколлеит служит катодным ингибитором коррозии Zn, в виде плотного защитного слоя затрудняя как объемную, так и межкри-сталлитную диффузию O2. Коррозия Zn зачастую приобретает локальный характер, что сказывается на однородности слоя продуктов коррозионного процесса. Так, в хлоридсодержащих средах подкисляются анодные участки, вблизи которых возрастает концентрация ионов C1-, что способствует образованию преимущественно симонколлеита [14, 15]. Катодные же участки имеют более высокий уровень рН из-за восстановления растворенного O2, вследствие чего на них формируется гидроцинкит [14, 15].
Симонколлеит стабилен только в условиях относительно высокой концентрации C1- в растворе и в отсутствие избытка ОН- и CO3-. При повышении рН он превращается в менее компактный оксид ZnO. В присутствии HCO3 ионов СК превращается в карбонат натрия-цинка Na2Zn3(CO3)4 (при 0.5-1.0 М HCO3-) или гидроцинкит (при 0.05 М HCO3) [16]. С увеличением концентрации CO32- ПК цинка могут переходить в растворимые карбонатные комплексы [16]:
Zn5(OH)8C12 + 2CO32- ^ ^ Zn(CO3)22- + 2C1- + 4H2O + 4ZnO,
ZnO + 2CO32- + H2O ^ Zn(CO3)22- + 2OH-.
Все эти факторы способствуют снижению степени защиты цинка.
3. Коррозия сплавных покрытий на основе Zn-Al и Zn-Mg
Покрытия цинковыми сплавами системы Zn-A1 типа «Ga1va1ume» (GL) (55 масс. % A1) и «Ga1fan» (GF) (5 масс. % A1+добавка мишметалла)
позволяют обеспечить коррозионную стойкость в 2-4 раза выше по сравнению с цинком [17]. Микроструктура покрытий, полученных из сплавов «Ga1fan» и «Ga1va1ume», различна. В GF основой является матрица h-фазы - твердого раствора железа в цинке с концентрацией Fe 0.03 масс. %, а A1 присутствует в виде точечных включений (ß-A1). В GL основу составляют дендриты с высоким содержанием A1, а междендритные пространства обогащены цинком [7, 18-21].
Различия в микроструктуре гетерофазных сплавов системы Zn-A1 оказывают существенное влияние на их коррозионное поведение. Так, процесс в случае сплавов «Ga1va1ume» в хлорид-ной среде начинается на богатых цинком участках поверхности. Происходит преимущественное растворение Zn из междендритных областей, при этом фаза, обогащенная A1, имеет более положительный потенциал и ускоряет коррозию покрытия, действуя как катод [18]. В то же время увеличение концентрации A1 в сплаве приводит к появлению среди ПК таких соединений, как A12O3, A1OOH и A1(OH)3 в виде тонкой пленки. Локальные островки смешанных продуктов коррозии сложного состава Zn2A1(OH)6C1-H2O и Zn6A12CO3(OH)16-4H2O формируются преимущественно на богатых цинком междендритных областях [7, 21]. При высоком содержании C1- ги-дроксосоединения алюминия превращаются в оксихлорид алюминия A12(OH)5C1-2H2O [12]. Коррозия сплавов типа «Ga1fan», характеризующихся небольшим содержанием алюминия, аналогична процессу с участием металлического Zn. Действительно, растворение h-фазы приводит к образованию ПК, характерных для цинка, включая ZnO, Zn(OH)2 и Zn5(OH)8C12-H2O. При растворении же участков, содержащих A1, среди продуктов коррозии так же, как и в случае покрытий типа GL, появляются Zn6A12CO3(OH)16-4H2O или Zn2A1(OH)6CbH2O [7, 21].
Включение соединений алюминия в состав продуктов коррозии способствует формированию более плотного защитного слоя, что в итоге приводит к увеличению защитного эффекта и повышению коррозионной стойкости покрытий на основе сплавов системы Zn-A1. Дополнительный эффект оказывает селективное растворение цинка с гетерофазной поверхности, которое приводит к увеличению шероховатости и создает топологически благоприятные условия для осаждения ПК, формирующих защитный слой [19-21].
Микроструктура Zn,A1-покрытий меняется при введении магния и кремния. При относи-
А. И. Бирюков и др.
Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
тельно невысокой концентрации магния формируются дендриты твердого раствора на основе алюминия, а в междендритной области, относительно богатой Zn, наблюдается образование плотной интерметаллидной фазы MgZn2. Высокое содержание Mg и добавка Si (0.4 масс. %) обеспечивают образование в покрытии фазы Mg2Si, а также способствуют увеличению толщины покрытия. При коррозии сплавов интер-металлид MgZn2 выступает в роли анода и растворяется с образованием ионов Zn2+ и Mg2+, а на поверхности дендритной фазы, обогащенной А1, восстанавливается О2 с выделением ионов ОН-. Ионы магния могут появляться в приэлектрод-ном слое и в результате селективного растворения, повышая в дальнейшем коррозионную стойкость сплава [22]. Диффузия ионов Mg2+ в прикатодную зону раствора приводит к образованию компактного и плотного осадка гидрок-сида магния [7]:
Mg2+ + 2ОН- - Mg(OH)2,
что способствует созданию барьера для диффузии кислорода к поверхности сплава [9, 22], подавлению реакции его восстановления и замедлению коррозионного процесса. Помимо образования защитного осадка, роль Mg2+ в повышении коррозионной стойкости связывают с нейтрализацией ОН- и СО3- [9, 22]. Связывание ОН- в гидроксид Mg(OH)2 приводит к буферизации рН приэлектродного слоя, что создает благоприятные условия для осаждения симонкол-леита, так как ионы ОН- приводят к щелочному разрушению СК. В свою очередь, связывание СО32- в нерастворимый MgCO3 предотвращает переход СК в гидроцинкит [23]. Согласно альтернативному подходу [24-26] присутствие Mg2+ не влияет на образование СК, а положительный вклад магния в защитный эффект ПК состоит в образовании смешанных оксидов типа Zn(1-A:)MgAP. Как следствие, возрастают количество ОН-групп и отрицательный заряд на поверхности барьерного слоя [24, 25], поэтому увеличивается работа выхода электрона, повышается удельное электрическое сопротивление слоя, а скорость переноса заряда и коррозии в целом, напротив, снижается. Независимо от механизма действия, соединения магния повышают защитную способность барьерного слоя продуктов коррозии, вследствие чего коррозионная стойкость покрытия увеличивается.
В ходе коррозии цинковых покрытий с добавками А1 и Mg возможно также соосаждение
двойных слоистых гидроксидов, которые дополнительно препятствуют диффузии О2 к поверхности металла. Механизм их формирования предполагает растворение алюминия из дендри-тов без образования защитного слоя:
А1 + 4ОН- - А1(ОН)4 + 3е,
А12О3 + 3Н2О + 2ОН- - 2А1(ОН)4.
Присутствие в среде ионов Zn2+ и Mg2+ определяет возможность соосаждения гидроксид-ных соединений цинка, магния и алюминия. По данным [27-29] покрытие ZnA1Mg при коррозии в соляном тумане превращается в стабильный, прочный, богатый алюминием защитный слой, идентифицируемый как гидроксид карбоната цинка и алюминия, Zn6A12(PH)16CP3:
2А1(ОН)4 + 6Zn2+ + 8ОН- + СО32- - Zn6A12(OH)16CO3,
который защищает стальную основу от коррозионного воздействия и является основной причиной повышенной коррозионной стойкости покрытия ZnMgA1. Возможно участие магния в соосаждении двойных слоистых гидроксидов [30]:
2А1(ОН)4 + 6Mg2+ + 8ОН- + СО32- - Mg6A12(OH)16CO3.
а также образование еще более сложных соединений:
2А1(ОН)4 + 6(Mg2+, Zn2+) + 8ОН- + СО32- -- (Zn,Mg)6A12(OH)l6COз.
В [31] показано, что образование двойных слоистых гидроксидов положительно сказывается на повышении коррозионной стойкости покрытий. Авторы [30] отмечают, что образование этих соединений снижает подщелачи-вание слоя ПК, что предотвращает разложение уже образовавшихся продуктов. В то же время коррозионный процесс лишь замедляется, так как при увеличении времени выдержки в коррозионной среде в защитном слое обнаруживают ПК цинка.
Нерастворившийся остаточный «скелет» из алюминия может дополнительно усилить защитную функцию барьерного слоя ПК [32, 33].
В работах [34-37] исследовали влияние небольших (0.05-0.1 масс. %) добавок редкоземельных металлов (РЗМ) на коррозионную стойкость «горячих» цинковых покрытий, основу которых составляют сплавы Zn-A1 (5 масс. %). Показано [15, 34], что модифицированное покрытие состава Zn-4,9A1-0,1РЗМ характеризуется в 2.5 раза меньшей скоростью хлоридной коррозии по
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
сравнению с цинком. Основными причинами повышения коррозионной стойкости полагают образование плотной мелкозернистой структуры покрытия [34], а также ингибирование превращения симонколлеита Zn5(OH)8C12•H2O в гидроцинкит Zn5(OH)6(CO3)2 [38] и снижение электропроводности и ионнообменных свойств защитного слоя ПК цинка в присутствии РЗМ [39].
4. Коррозия сплавных покрытий на основе 7п-Ре
Покрытия из сплавов системы Zn-Fe получают электроосаждением, погружением в расплав цинка, дополнительной термообработкой «горячих» покрытий, термодиффузионным насыщением из порошков цинка. Фазовый состав Zn,Fe-покрытий может включать следующие фазы: ^-фазу (0.03 масс. % Fe), ^-фазу (FeZn13 5.0-6.0 масс. % Fe); 8-фазу (FeZn10 7.0-11.5 масс. % Fe); Г1-фазу (Fe5Zn21 17.0-19.5 масс. % Fe); Г-фазу (Fe3Zn10 23.5-28.0 масс. % Fe) [40]. При этом в случае «горячих» покрытий поверхностные слои преимущественно состоят из богатых цинком и £-фаз, а отожженные и термодиффузионные покрытия представлены, в основном, 8-фазой FeZn10.
Скорость коррозии Zn,Fe-покрытий нелинейно зависит от концентрации Fe. Значительной коррозионной стойкостью характеризуются гальванические покрытия Zn-Fe с концентрацией железа от 10 до 25 масс. % [41-44]. Увеличение содержания Fe выше 20 масс. % приводит к ускорению коррозии, а наиболее замедленным по данным [44-58] процесс является при концентрации железа 10 масс. %. Следует отметить, что данной оптимальной концентрации железа в большинстве случаев отвечают Zn,Fe-покрытия, прошедшие дополнительный отжиг. Наблюдаемый эффект можно связать с особенностями кристаллического строения и коррозионным поведением 8-фазы. Кроме того, предполагается [46], что при концентрации 10 масс. % Fe происходит ингибирование реакции восстановления О2 в нейтральном растворе №С1 из-за образования барьерного слоя на основе Zn(OH)2, равномерно распределенного по поверхности покрытия и в отличие от полупроводникового ZnO [47] характеризующегося крайне низкой электронной проводимостью [46, 50].
Коррозия Zn,Fe-покрытий сопровождается селективным растворением Zn и приводит к обогащению поверхности железом и ее морфологическому развитию, что положительно сказывается на росте и морфологии продуктов кор-
розии [46, 53], образующих достаточно плотный слой с низкими значениями пористости [56], ионной проводимости, а, следовательно, и скорости коррозии [54, 59]. При этом по данным различных авторов состав ПК Zn,Fe-покрытий и чистого цинка аналогичен и включает ZnO, Zn(OH)2 СК и ГЦ [54, 60-62]. При длительной выдержке в слое ПК наблюдается появление соединений железа, например, FeOOH разных модификаций [58, 62-65], Fe2O3 [65, 66] или Fe3O4 [67] в зависимости от условий коррозионного процесса. Некоторые предположения о влиянии железа на состав или свойства пленки ПК выдвигаются авторами [68-70] на основании данных, полученных при помощи химического сооса-ждения синтетических ПК из двух систем электролитов: ZnC12-FeC12 и ZnC12-FeC13. Так, в растворе с добавкой Fe2+ по мере увеличения ее концентрации происходит изменение морфологии осадка: вначале образуются мелкие разрозненные агломераты, затем листы, которые истончаются и вновь преобразуются в мелкие агрегаты. По данным рентгеновской дифракто-метрии листы представляют собой СК, а тонкие листы - сложный гидроксохлорид цинка-железа: рп(1_/е(Ш):(ОН)2Па-];пН2О [71]. При мольном соотношении Fe/(Zn+Fe) = 0.6-0.8 осадок рентге-ноаморфен. При дальнейшем увеличении концентрации железа в осадке появляется феррит ZnFe2O4, а затем и магнетит Fe3O4.
В растворе с добавкой Fe3+ образуются лишь мелкие агломераты частиц, представляющие собой ZnO, а осаждения СК не происходит. В этом случае благодаря близости ионных радиусов и электроотрицательности железа и цинка может быть сформирован достаточно стабильный компактный слой на основе триоктаэдрических гидроксидов [68-71].
Добавление симонколлеита к растворам, из которых осаждали гидроокись железа р^еООН, ингибирует кристаллизацию и рост частиц гидроокиси [72]. При этом встраивания Zn в структуру р^еООН зарегистрировано не было, однако компактный аморфный осадок частиц р^еООН характеризовался низкой адсорбционной способностью по отношению к Н2О и СО2. Эффект объясняют тем, что ПК цинка при растворении повышают рН растворов, за счет чего усиливается гидролиз Fe3+ с образованием гидроксоком-плексов Fe(OH):з-x)+, которые конденсируются в аморфные оксиды/гидроксиды железа. Адсорбция ионов Zn2+ на них ингибирует кристаллизацию частиц р^еООН, в итоге осадок аморфи-
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
зируется и становится более компактным [72], а скорость коррозии Zn,Fe-покрытия снижается.
5. Коррозия покрытий 7п-№, 7п-Со
Покрытия на основе сплавов систем Zn-Ni и Zn-Co получают электроосаждением из растворов солей цинка с добавками солей никеля или кобальта [73-75]. При концентрации № менее 5 ат. % Zn,№-покрытия состоят преимущественно из ^-фазы, при повышении концентрации N1 от 10 до 15 ат. % возможно присутствие 8-фазы (№^п22) и у-фазы (№^п21), а при концентрации № выше 15 ат. % - появление а-фазы [76]. В Zn,-Со-покрытиях также возможно присутствие как твёрдых растворов кобальта в цинке, так и у-фа-зы (Со^п21).
Аналогично сплавам системы Zn-Fe скорость коррозии Zn,Ni- и Zn,Co-покрытий нелинейно зависит от концентрации легирующего металла. Среди Zn,Ni-покрытий наибольшую коррозионную стойкость имеют системы с концентрацией никеля 10-15 масс. % [76-83]. При этом ток коррозии сплава с концентрацией 15 масс. % в два раза меньше по сравнению со сплавом 22 масс. % [79, 84]. Эффект связывают с наличием в покрытии кубической у-фазы (№^п21) [79, 84, 85], а также с тем, что в этом концентрационном интервале сплав является гомогенным [82]. Наибольшая коррозионная стойкость Zn,Co-покрытий наблюдается в диапазоне концентраций кобальта 10-20 масс. % ZnNi [86, 87], также отвечающего одной у-фазе (Со^п21) [86], характеризующейся высокой коррозионной стойкостью [88].
Покрытия Zn-Ni в заметной степени подвержены селективному растворению цинка. В результате происходит обогащение поверхности никелем, не исключено и образование р- или а-фазы [82, 89]. По данным [90, 91] начальная скорость коррозии Zn,№-покрытий выше, чем у покрытий из чистого Zn, поскольку накопление № стимулирует катодную реакцию. Развитие коррозионного процесса вызывает образование трещин, способных достичь стальной подложки [89-91], а также приводит к дальнейшему увеличению относительного содержания N1 в продуктах коррозии и/или в слоях легирующего покрытия. По мере того, как за счет роста трещин увеличиваются площадь контактирующей с электролитом подложки и поверхностная доля никеля, устойчивость покрытия к гальванической коррозии снижается. По данным [92] сплавы Zn-Ni, содержащие 14 масс. % № и ниже, показывают более длительную гальваническую
защиту стальной подложки по сравнению с покрытиями, где концентрация № выше 18 масс. %.
Селективное растворение может оказывать и положительное влияние на коррозионную стойкость Zn,Ni- и Zn,Co-покрытий за счет образования на поверхности своеобразного композита [93-95], состоящего из продуктов коррозии и металлической фазы, обогащенной № или Со [94]. Как и в случае иных цинковых сплавов, повышение шероховатости в ходе СР оказывает положительное влияние на образование компактного плотного слоя ПК, характеризующегося высоким сопротивлением [96-98].
Относительно высокую коррозионную стойкость Zn,Ni- и Zn,Co-покрытий связывают и с особенностями формирования продуктов коррозии. Так, предполагается [99, 100], что в присутствии Со ускоряется растворение Zn, а, следовательно, образование симонколлеита, за счет которого и происходит повышение коррозионной стойкости. Никелевая компонента, по данным [101], замедляет кристаллизацию слоистой структуры СК при коррозии Zn,Ni-сплавов. Происходит замещение цинка на никель в структуре СК, уменьшается размер и толщина кристаллитов, нарушается слоистая структура. В результате образуются комплексные осадки, имеющие низкую адсорбционную способность по отношению к коррозионно-активным газам [101]. Аналогично при коррозии покрытий Zn-Co среди ПК наряду с симонколлеитом обнаружен двойной гидроксид цинка и кобальта: Zn2Co3(OH)10•2H2O [102]. Со временем доля СК в продуктах коррозии снижается, и появляются также а-Со(ОН)2, СоС12-Н20 и ZnO. Образование сложных соединений с замещенными на № и Со атомами цинка, по данным авторов, приводит к повышению компактности и улучшению барьерных свойств продуктов коррозии. При этом авторы [103] отмечают, что даже при концентрации Со в покрытии менее 1 масс. % он препятствует превращению Zn(OH)2 в ZnO. По этой причине ПК сплава системы Zn-Co включает очень небольшое количество ZnO по сравнению с продуктами коррозии чистого Zn. Аналогичный эффект наблюдался при исследовании продуктов коррозии покрытий Zn-Ni [104]. Учитывая, что в отличие от рыхлого полупроводникового ZnO гидроксид цинка компактен и обладает низкой электропроводностью, такой состав продуктов коррозии Zn,Co-покрытий способствует эффективному ингибированию коррозии [103].
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
6. Заключение
Коррозия покрытий на основе цинковых сплавов протекает по сложному механизму, включающему в себя целый ряд как электрохимических, так и химических процессов. Ключевыми факторами, которые оказывают влияние на коррозионную стойкость покрытий, являются микроструктура и фазовый состав покрытий; селективное растворение цинка; химическая природа и свойства продуктов коррозии.
Покрытия, поверхностные слои которых неоднородны по фазовому составу, имеют более низкую коррозионную стойкость по сравнению с гомогенными материалами. Роль селективного растворения цинка из сплавов не так однозначна. Селективное растворение цинка из сплавов может оказывать как положительное влияние на стойкость покрытия, так и стимулировать его дальнейшее окисление. Последнее происходит за счет появления коррозионных трещин, посредством которых электролит достигает поверхности защищаемого изделия. При этом гальваническая защита изделия может снизиться за счет накопления положительного металла и облагораживания электродного потенциала покрытия. В то же время в результате селективного растворения поверхность покрытия становится шероховатой, что обеспечивает высокую плотность активных центров заро-дышеобразования, на которых кристаллизуются продукты коррозии, обладающие защитным эффектом по отношению к покрытию.
Продуктами коррозии цинковых покрытий являются преимущественно оксид ZnO и ги-дроксид цинка Zn(OH)2, а также основные соли, имеющие сложную слоистую структуру. Защитный эффект барьерного слоя продуктов коррозии обусловлен, во-первых, повышением компактности, образованием более плотной пленки, а, во-вторых низкой электропроводностью. В первом случае пленка создает механический барьер диффузии агрессивных компонентов электролита и кислорода, во втором случае - дополнительное сопротивление, замедляя перенос электронов и снижая скорость коррозионного процесса в целом.
При длительной коррозии покрытий селективное растворение цинка сменяется совместным окислением металлов сплава. Легирующий металл окисляется и накапливается в слое продуктов коррозии в форме различных соединений. Его влияние на физико-химические характеристики продуктов коррозии цинка и по-
вышение коррозионной стойкости может быть различным. Ионы металлов способны встраиваться в структуру основных солей цинка, образуя сложные слоистые соединения. Кроме того, может произойти допирование пленки продуктов коррозии цинка оксидами и гидроксидами легирующих металлов. Происходит увеличение компактности пленки продуктов коррозии цинка и снижение ее электропроводности, что приводит к повышению коррозионной стойкости покрытия.
Заявленный вклад авторов
Бирюков А. И. - идея, концепция обзора, написание текста, итоговые выводы. Козаде-ров О. А. - написание текста, научное редактирование текста, итоговые выводы. Батмано-ва Т. В. - подбор и систематизация материала, проведение исследования.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет известных финансовых конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.
Список литературы
1. Falk T., Svensson J. E., Johansson L. G. The influence of CO2 and NaCl on the atmospheric corrosion of zinc: a laboratory study. Journal of the Electrochemical Society. 1998;145(9): 2993. https://doi. org/10.1149/1.1838753
2. Ou 0, Yan C., Wan Y., Cao C. Effects of NaCl and SO2 on the initial atmospheric corrosion of zinc. Corrosion Science. 2002;44(12): 2789-2803. https://doi. org/10.1016/s0010-938x(02)00076-8
3. Ou 0, Li L., Bai W., Yan C., Cao C.Effects of NaCl and NH4Cl on the initial atmospheric corrosion of zinc. Corrosion Science. 2005;47(11): 2832-2840. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2004.11.010
4. Thierry D., Persson D., Luckeneder G., Stelln-berger K. H. Atmospheric corrosion of ZnAlMg coated steel during long term atmospheric weathering at different worldwide exposure sites. Corrosion Science. 2019;148: 338-354. https://doi.org/10.10Wj.cors-ci.2018.12.033
5. Kaiser H. De-alloying and dissolution induced cracking of the Zinc-iron 5 phase. Materials and Corrosion. 1996;47(1): 34-41. https://doi.org/10.1002/ maco.19960470106
6. Gilbert P. T. The nature of zinc corrosion products. Journal of The Electrochemical Society. 1952;99(1): 16-21. https://doi.org/10.114971.2779652
7. Odnevall Wallinder I., Leygraf C. A critical review on corrosion and runoff from zinc and zinc-based
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
alloys in atmospheric environments. Corrosion. 2017;73(9): 1060-1077. https://doi.org/10.5006/2458
8. Lindström R., Svensson J. E., Johansson L. G. The atmospheric corrosion of zinc in the presence of NaCl the influence of carbon dioxide and temperature. Journal of the Electrochemical Society. 2000;147(5): 1751-1757. https://doi.org/10.1149/1.1393429
9. Hosking N. C., Ström M. A., Shipway P. H., Rudd C. D.. Corrosion resistance of zinc-magnesium coated steel. Corrosion Science. 2007;49(9): 3669-3695. https://doi.org/10.1016Zj.corsci.2007.03.032
10. Graedel T. E. Corrosion mechanisms for zinc exposed to the atmosphere. Journal of the Electrochemical Society. 1989;136(4): 193-203. https://doi. org/10.1002/chin.198933345
11. Mouanga M., Berçot P., Rauch J. Y. Comparison of corrosion behaviour of zinc in NaCl and in NaOH solutions. Part I: Corrosion layer characterization. Corrosion Science. 2010;52(12): 3984-3992. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2010.08.003
12. Liu Y., Li H., Li Z. EIS investigation and structural characterization of different hot-dipped zinc-based coatings in 3.5% NaCl solution. International Journal of Electrochemical Science. 2013;8: 7753-7767. https://doi.org/10.1016/s1452-3981(23)12843-4
13. Salgueiro Azevedo M., Allély C., Ogle K., Volo-vitch P.Corrosion mechanisms of Zn (Mg, Al) coated steel in accelerated tests and natural exposure: 1. The role of electrolyte composition in the nature of corrosion products and relative corrosion rate. Corrosion Science. 2015;90: 472-481. https://doi.org/10.10Wj. corsci.2014.05.014 .
14. Zhu F., Persson D., Thierry D., Taxen C.Formation of corrosion products on open and confined zinc surfaces exposed to periodic wet/dry conditions. Corrosion. 2000;56(12): 1256-1265. https://doi. org/10.5006/1.3280514
15. Azmat N. S., Ralston K. D., Muddle B. C., Cole I. S.Corrosion of Zn under acidified marine droplets. Corrosion Science. 2011;53(4): 1604-1615. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2011.01.044
16. Yoo J. D., Volovitch P., Abdel Aal A., Allely C., Ogle, K.The effect of an artificially synthesized simonkolleite layer on the corrosion of electrogalva-nized steel. Corrosion Science. 2013;70: 1-10. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2012.10.024
17. Kania H., Mendala J., Kozuba J., Saternus M.Development of bath chemical composition for batch hot-dip galvanizing - A review. Materials. 2020;13(18): 4168. https://doi.org/10.3390/ma13184168
18. Persson D., Thierry D., LeBozec N. Corrosion product formation on Zn55Al coated steel upon exposure in a marine atmosphere. Corrosion Science. 2011;53(2): 720-726. https://doi.org/10.10Wj.cors-ci.2010.11.004
19. Vu T. N., Volovitch P., Ogle K. The effect of pH on the selective dissolution of Zn and Al from Zn-Al coatings on steel. Corrosion Science. 2013;67: 42-49. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2012.09.042
20. Vu A. 0., Vuillemin B., Oltra R., Allély C. Cut-edge corrosion of a Zn-55Al-coated steel: a comparison between sulphate and chloride solutions. Corrosion Science. 2011;53(9): 3016-3025. https://doi. org/10.1016/j.corsci.2011.05.048
21. Zhang X., Odnevall Wallinder I., Leygraf C. Atmospheric corrosion of Zn-Al coatings in a simulated automotive environment. Surface Engineering. 2018;34(9): 641-648. https://doi.org/10.1080/026708 44.2017.1305658
22. Prosek T., Nazarov A., Bexell U., Thierry D., Serak J. Corrosion mechanism of model zinc-magnesium alloys in atmospheric conditions. Corrosion Science. 2008;50(8): 2216-2231. https://doi. org/10.1016/j.corsci.2008.06.008
23. Volovitch P., Allely C., Ogle K. Understanding corrosion via corrosion product characterization: I. Case study of the role of Mg alloying in Zn-Mg coating on steel. Corrosion Science. 2009;51(6): 12511262. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.03.005
24. Yao C., Chen W., Zhu T., Tay S. L., Gao W. A study on corrosion behaviour of magnetron sputtered Zn-Mg coating deposited onto electro-galvanized steel. Surface and Coatings Technology. 2014;249: 90-96. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.03.055
25. Diler E., Rioual S., Lescop B., Thierry D., Rou-vellou B. Chemistry of corrosion products of Zn and MgZn pure phases under atmospheric conditions. Corrosion Science. 2012;65: 178-186. https://doi. org/10.1016/j.corsci.2012.08.014
26. Diler E., Lescop B., Rioual S., Nguyen Vien G., Thierry D., Rouvello B. Initial formation of corrosion products on pure zinc and MgZn2 examinated by XPS. Corrosion Science. 2014;79: 83-88. https://doi. org/10.1016/j.corsci.2013.10.029
27. Ishikawa T., Murai M., Kandori K., Nakayama T. Structure and composition of artificially synthesized rusts of Zn-Fe and Zn-Ti alloys. Corrosion Science. 2006;48: 3172-3185. https://doi.org/10.10Wj.cors-ci.2005.11.015
28. Duchoslav J., Truglas T., Groiß H., ... Stifter D. Structure and chemistry of surface oxides on ZnMgAl corrosion protection coatings with varying alloy composition. Surface and Coatings Technology. 2019;368: 51-58. https://doi.org/10.10Wj.surfcoat.2019.04.006
29. Schürz S., Luckeneder G. H., Fleischanderl M., Mack P., Gsaller H., Kneissl A. C., Mori G. Chemistry of corrosion products on Zn-Al-Mg alloy coated steel. Corrosion Science. 2010;52(10): 3271-3279. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2010.05.044
30. Duchoslav J., Steinberger R., Arndt M., ... Stifter D. Evolution of the surface chemistry of hot dip
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
galvanized Zn-Mg-Al and Zn coatings on steel during short term exposure to sodium chloride containing environments. Corrosion Science. 2015;91: 311-320. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.11.033
31. LeBozec N., Thierry D., Persson D., Riener C. K., Luckeneder G. Influence of microstructure of zinc-aluminium-magnesium alloy coated steel on the corrosion behavior in outdoor marine atmosphere. Surface and Coatings Technology. 2019;374: 897-909. https:// doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.06.052
32. Salgueiro Azevedo M., Allély C., Ogle K., Volo-vitch P. Corrosion mechanisms of Zn (Mg, Al) coated steel: 2. The effect of Mg and Al alloying on the formation and properties of corrosion products in different electrolytes. Corrosion Science. 2015;90: 482-490. https://doi.org/10.10Wj.corsci.2014.07.042
33. Salgueiro Azevedo M., Allély C., Ogle K., Volo-vitch P. Corrosion mechanisms of Zn (Mg, Al) coated steel: the effect of HCO,- and NH.+ ions on the intrin-
3 4
sic reactivity of the coating. Electrochimica Acta. 2015;153: 159-169. https://doi.org/10.10Wj. electacta.2014.09.140
34. Amadeh A., Pahlevani B., Heshmati-Manesh S. Effects of rare earth metal addition on surface morphology and corrosion resistance of hot-dipped zinc coatings. Corrosion Science. 2002;44(10): 2321-2331. https://doi.org/10.1016/S0010-938X(02)00043-4
35. Manna M., Naidu G., Rani N., Bandyopadhyay N. Characterisation of coating on rebar surface using hot-dip Zn and Zn-4.9 Al-0.1 misch metal bath. Surface and Coatings Technology. 2008;202(8): 1510-1516. https://doi.org/10.10Wj.surfcoat.2007.07.001
36. Li S., Gao B., Yin S. ... Zhu X. The effects of RE and Si on the microstructure and corrosion resistance of Zn-6Al-3Mg hot dip coating. Applied Surface Science. 2015;357: 2004-2012. https://doi.org/10.10Wj. apsusc.2015.09.172
37. Fan H., Xu W., Wei L., Zhang Z., Liu Y., Li 0. Relationship between La and Ce additions on microstructure and corrosion resistance of hot-dip galvanized steel. Journal of Iron and Steel Research International. 2020;27: 1108-1116. https://doi.org/10.1007/ s42243-020-00482-1
38. Holzl G., Luckeneder G., Duchaczek H., Kleber C., Hassel A. W. Evolution and interaction of corrosive species during the initial NaCl particle induced corrosion on zinc coated skin-passed steel. Corrosion Science. 2017;127: 222-229. https://doi.org/10.10Wj. corsci.2017.08.001
39. Rosalbino F., Angelini E., Maccio D., Sac-cone A., Delfino S. Application of EIS to assess the effect of rare earths small addition on the corrosion behaviour of Zn-5% Al (Galfan) alloy in neutral aerated sodium chloride solution. Electrochimica Acta. 2009;54(4): 1204-1209. https://doi.org/10.10Wj. electacta.2008.08.063
40. Marder A. R. The metallurgy of zinc-coated steel. Progress in Materials Science. 2000;45(3): 191271. https://doi.org/10.1016/S0079-6425(98)00006-1
41. Fukuzuka T., Kajiwara K., Miki K. The properties of zinc-iron alloy electroplated steel Sheets. Tetsu-to-Hagane. 1980;66(7): 807-813. https://doi. org/10.2355/tetsutohagane1955.66.7_807
42. Watanabe T., Ohmura M., Honma T., Adaniya T. Iron-Zine Alloy electroplated steel for automotive body pPanels. SAE Technical Paper. 1982;820424. https://doi.org/10.4271/820424
43. Suzuki I., Enjuzi M. The development of the corrosion resistance of an Fe-Zn alloy coating on the basis of the behaviour of the corrosion product. Corrosion Science. 1986;26(5): 349-355. https://doi. org/10.1016/0010-938X(86)90010-7
44. Chang J. C., Wei H. H. Electrochemical and Mossbauer studies of the corrosion behavior of elec-trodeposited Fe Zn alloys on steel. Corrosion Science. 1990;30(8-9): 831-837. https://doi.org/10.1016/0010-938X(90)90006-Q
45. Drewien C. A., Benscoter A. O., Marder A. R. Metallographic preparation technique for electrode-posited iron zinc alloy coatings on steel. Materials Characterization. 1991;26(1): 45-51. https://doi. org/10.1016/1044-5803(91)90007-Q
46. Sagiyama M., Hiraya A., Watanabe T. Electrochemical behavior of electrodeposited zinc-iron alloys in 5% NaCl solution. Tetsu-to-Hagane. 1991;77(2): 244-250. https://doi.org/10.2355/tetsutoha-gane1955.77.2_244
47. Sagiyama M., Hiraya A. Analysis of initial oxide films formed on zinc and zinc-iron alloy coatings. Zairyo-to-Kankyo. 1993;42(11): 721-727. https://doi. org/10.3323/jcorr1991.42.721
48. Sagiyama M., Hiraya A. Corrosion dehavior of Zn and Zn-Fe alloy electroplated steel sheets in atmospheric exposure test. Zairyo-to-Kankyo. 1996;45(7): 432-438. https://doi.org/10.3323/jcorr1991.45.432
49. Sagiyama M., Hiraya A. Corrosion behavior of Zn and Zn-Fe alloy electroplated steel sheets in modified volvo test. Zairyo-to-Kankyo. 1996;45(8): 473479. https://doi.org/10.3323/jcorr1991.45.473
50. Sagiyama M., Hiraya A., Watanabe T. Electrochemical behavior of electrodeposited zinc-iron alloys in alkaline solutions. Tetsu-to-Hagane. 1991;77(2): 251-257. https://doi.org/10.2355/tetsutoha-gane1955.77.2_251
51. Miyoshi Y., Yoshida K., Azami T., Kanamaru T., Kado S. On the corrosion behavior of painted galva-nannealed steel Sheet. Tetsu-to-Hagane. 1980;66(7): 858-867. https://doi.org/10.2355/tetsutoha-gane1955.66.7_858
52. Bandyopadhyay N., Jha G., Singh A. K., Rout T. K., Rani N. Corrosion behaviour of galvan-nealed steel sheet. Surface and Coatings Technology.
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
2006;200(14-15): 4312-4319. https://doi. org/10.1016/j.surfcoat.2005.02.153
53. Almeida E., Morcillo M. Lap-joint corrosion of automotive coated materials in chloride media. Part 2 - Galvannealed steel. Surface and Coatings Technology. 2000;124(2-3): 180-189. https://doi. org/10.1016/S0257-8972(99)00624-6
54. Ooij W. J., Sabata A. Under-vehicle corrosion testing of primed zinc and zinc alloy-coated steels. Corrosion. 1990;46(2): 162-171. https://doi. org/10.5006/1.3585083
55. Lee H. H., Hiam D. Corrosion resistance of galvannealed steel. Corrosion. 1989;45(10): 852-856. https://doi.org/10.5006/L3584993
56. Dobias D., Pokorny P., Pernicova R. Evaluation of resistance of intermetallic Fe-Zn coating in the model environment as concrete pore solution. Procedia Engineering. 2017;172: 226-231. https://doi. org/10.1016/j.proeng.2017.02.053
57. Barranco V., Feliu Jr. S., Feliu S. EIS study of the corrosion behaviour of zinc-based coatings on steel in quiescent 3% NaCl solution. Part 1: directly exposed coatings. Corrosion Science. 2004;46(9): 2203-2220. https://doi.org/10.1016Zj.corsci.2003.09.032
58. Pritzel dos Santos A., Manhabosco S. M., Rodrigues J. S., Dick L. F. P. Comparative study of the corrosion behavior of galvanized, galvannealed and Zn55Al coated interstitial free steels. Surface and Coatings Technology. 2015;279: 150-160. https://doi. org/10.1016/j.surfcoat.2015.08.046
59. Rout T. K., Bandyopadhyay N., Venugopalan T., Bhattacharjee D. Mechanistic interpretation of electrochemical behaviour of galvannealing coating in saline environment. Corrosion Science. 2005;47(11): 2841-2854. https://doi.org/10.1016/j.cors-ci.2004.11.005
60. Hamlaoui Y., Pedraza F., Tifouti L. Corrosion monitoring of galvanised coatings through electrochemical impedance spectroscopy. Corrosion Science. 2008;50(6): 1558-1566. https://doi.org/10.1016/j. corsci.2008.02.010
61. Thierry D., LeBozec N. Corrosion products formed on confined hot-dip galvanized steel in accelerated cyclic corrosion tests. Corrosion. 2009;65(11): 718-725. https://doi.org/10.5006/1.3319098
62. Sato Y., Azumi K. Transition of the corrosion protection mechanism of iron partially covered with zinc coating. Journal of The Electrochemical Society. 2015;162(10): 509-5 14. https://doi. org/10.1149/2.0241510jes
63. El-Mahdy G. A., Nishikata A., Tsuru T. Electrochemical corrosion monitoring of galvanized steel under cyclic wet-dry conditions. Corrosion Science. 2000;42(1): 183-194. https://doi.org/10.1016/S0010-938X(99)00057-8
64. Autengruber R., Luckeneder G., Hassel A. W. Corrosion of press-hardened galvanized steel. Corrosion Science. 2012;63: 12-19. https://doi.org/10.10Wj. corsci.2012.04.048
65. Winiarski J., Tylus W., Lutz A., De Graeve I., Szczygiel B. The study on the corrosion mechanism of protective ternary ZnFeMo alloy coatings deposited on carbon steel in 0.5 mol/dm3 NaCl solution. Corrosion Science. 2018;138: 130-141. https://doi.org/10.10Wj. corsci.2018.04.011
66. Almeida E., Morcillo M. Lap-joint corrosion of automotive coated materials in chloride media. Part 3 - Electrogalvanized steel/galvanneal interface. Surface and Coatings Technology. 2000;124(1): 44-52. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00625-8
67. Padilla V., Alfantazi A. Corrosion performance of galvanized steel in Na2SO4 and NaCl solutions at subfreezing temperatures. Corrosion. 2013;69(2): 174-185. https://doi.org/10.5006/0645
68. Ishikawa T., Matsumoto K., Yasukawa A., Kan-dori K., Nakayama T., Tsubota T. Influence of metal ions on the formation of artificial zinc rusts. Corrosion Science. 2004;46(2): 329-342. https://doi.org/10.1016/ S0010-938X(03)00155-0
69. Ishikawa T., Murai M., Kandori K., Nakayama T. Structure and composition of artificially synthesized rusts of Zn-Fe and Zn-Ti alloys. Corrosion Science. 2006;48(10): 3172-3185. https://doi.org/10.10Wj. corsci.2005.11.015
70. Tanaka H., Fujioka A., Futoyu A., Kandori K., Ishikawa T. Synthesis and characterization of layered zinc hydroxychlorides. Journal of Solid State Chemistry. 2007;180(7): 2061-2066. https://doi.org/10.1016/j. jssc.2007.05.001
71. Morimoto K., Tamura K., Anraku S., Sato T., Suzuki M., Yamada H. Synthesis of Zn-Fe layered double hydroxides via an oxidation process and structural analysis of products. Journal of Solid State Chemistry. 2015;228: 221-225. https://doi.org/10.10Wj. jssc.2015.04.045
72. Tanaka H., Wakatsuki J., Kandori K., Ishika-wa T., Nakayama T. Role of zinc compounds on the formation, morphology, and adsorption characteristics of b-FeOOH rusts. Corrosion Science. 2010;52(9): 2973-2978. https://doi.org/10.1016/j.corsci. 2010.05.010
73. Rashwan S. M., Mohamed A. E., Abdel-Wa-haab S. M., Kamel M. M. Electrodeposition and characterization of thin layers of Zn-Co alloys obtained from glycinate baths. Journal of Applied Electrochemistry. 2003;33: 1035-1042. https://doi.org/10.1023/Ai 1026280109296
74. Bahrololoom M. E., Gabe D. R., Wilcox G. D. Microstructure, morphology and corrosion resistance of electrodeposited zinc-cobalt compositionally modulated alloy multilayer coatings. Transactions of the
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
IMF. 2004;82(1-2): 51-58. https://doi.org/10.1080/00 202967.2004.11871554
75. Carpenter E. O. S., Farr J. P. G. Characterization of zinc-cobalt electrodeposits. Transactions of the IMF. 1998;76(4): 135-143. https://doi.org/10.1080/002029 67.1998.11871213
76. Tian W., Xie F. Q., Wu X. Q., Yang Z. Z. Study on corrosion resistance of electroplating zinc-nickel alloy coatings. Surface and Interface Analysis. 2009;41(3): 251-254. https://doi.org/10.1002/sia.3017
77. Siitari D. W., Sagiyama M., Hara T. Corrosion of Ni-Zn electrodeposited alloy. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. 1983;23(11): 959-966. https://doi.org/10.2355/isijinternational1966.23.959
78. Shastry C. R., Townsend H. E. Mechanisms of cosmetic corrosion in painted zinc and zinc-alloy-coated sheet steels. Corrosion. 1989;45(2): 103119. https://doi.org/10.5006/1.3577827
79. Giridhar J., Van Ooij W. J. Study of Zn-Ni and Zn-Co alloy coatings electrodeposited on steel strips II: Corrosion, dezincification and sulfidation of the alloy coatings. Surface and Coatings Technology. 1992;53(1): 35-47. https://doi.org/10.1016/0257-8972(92)90101-F
80. Baldwin K. R., Robinson M. J., Smith C. J. E. The corrosion resistance of electrodeposited zinc-nickel alloy coatings. Corrosion Science. 1993;35(5-8): 12671272. https://doi.org/10.1016/0010-938X(93)90347-J
81. Ramanauskas R., Muleshkova L., Maldonado L., Dobrovolskis P. Characterization of the corrosion behaviour of Zn and Zn alloy electrodeposits: Atmospheric and accelerated tests. Corrosion Science. 1998;40(2-3): 401-410. https://doi.org/10.1016/ S0010-938X(97)00144-3
82. Gavrila M., Millet J. P., Mazille H., Marchandise D., Cuntz J. M. Corrosion behaviour of zinc-nickel coatings, electrodeposited on steel. Surface and Coatings Technology. 2000;123(2-3): 164-172. https:// doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00455-7
83. Byk T. V., Gaevskaya T. V., Tsybulskaya L. S. Effect of electrodeposition conditions on the composition, microstructure, and corrosion resistance of Zn-Ni alloy coatings. Surface and Coatings Technology. 2008;202(24): 5817-5823. https://doi.org/10.1016/j. surfcoat.2008.05.058
84. Beltowska-Lehman E., Ozga P., Swiatek Z., Lupi C. Influence of structural factor on corrosion rate of functional Zn-Ni coatings. Crystal Engineering. 2002;5(3-4): 335-345. https://doi.org/10.1016/S1463-0184(02)00045-X
85. Fratesi R., Roventi G. Corrosion resistance of Zn-Ni alloy coatings in industrial production. Surface and Coatings Technology. 1996;82(1-2): 158-164. https://doi.org/10.1016/0257-8972(95)02668-1
86. Hino M., Hiramatsu K., Nishida N., Hiramat-su M., Kawasaki H. Effect of Co content on corrosion
resistance of electroplated Zn-Co alloys from sulfate solutions. Journal of The Surface Finishing Society of Japan. 1992;43(9): 873-877. https://doi.org/10.4139/ sfj.43.873
87. De Lima-Neto P., Correia A. N., Colares R. P., Araujo W. S. Corrosion study of electrodeposited Zn and Zn-Co coatings in chloride medium. Journal of the Brazilian Chemical Society. 2007;18: 1164-1175. https://doi.org/10.1590/S0103-50532007000600010
88. Lichusina S., Chodosovskaja A., Sudavicius A., ... Juzeliunas E. Cobalt-rich Zn-Co alloys: electrochemical deposition, structure and corrosion resistance. Chemija. 2008;19(1): 25-31.
89. Stein M., Owens S. P., Pickering H. W., Weil K. G. Dealloying studies with electrodeposited zinc-nickel alloy films. Electrochimica Acta. 1998;43(1-2): 223-226. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(97)00228-4
90. Hagi, H., Inokuchi K., Hayashi Y., Higashi K. Corrosion process of Zn-Co, Zn-Fe and Zn-Ni alloy electroplatings. Tetsu-to-Hagane. 1987;73(14): 17301737. https://doi.org/10.2355/tetsutohagane1955. 73.14_1730
91. FelloniL., Fratesi R., Quadrini E., Roventi G. Electrodeposition of zinc-nickel alloys from chloride solution. Journal of Applied Electrochemistry. 1987;17: 574-582. https://doi.org/10.1007/BF01084132
92. Baldwin K. R., Robinson M. J., Smith C. J. E. Galvanic corrosion behaviour of electrodeposited Zn-Ni coatings coupled with steel. British Corrosion Journal. 1994;29(4): 299-304. https://doi. org/10.1179/000705994798267557
93. Fedrizzi L., Ciaghi L., Bonora P. L., Fratesi R., Roventi G. Corrosion behaviour of electrogalvanized steel in sodium chloride and ammonium sulphate solutions; a study by EIS. Journal of applied electrochemistry. 1992;22(3): 247-254. https://doi. org/10.1007/BF01030185
94. Hosny A. Y., El-Rafei M. E., Ramadan T. A., El-Gafari B. A., Morsy S. M. Corrosion resistance of zinc coatings produced from a sulfate bath. Metal Finishing. 1995;93(11): 55-59. https://doi.org/10.1016/ S0026-0576(05)80050-9
95. Short N. R., Abibsi A., Dennis J. K. Corrosion resistance of electroplated zinc alloy coatings. Transactions of the IMF. 1989;67(1): 73-77. https://doi.org/ 10.1080/00202967.1989.11870845
96. Kawafuku J., Katoh J., Toyama M., Ikeda K., Nishimoto H., Satoh, H. Properties of zinc alloy coated steel sheets obtained by continuous vapor deposition pilot-line. SAE Technical Paper. 1991;912272. https://doi.org/10.4271/912272
97. Mosavat S. H., Shariat M. H., Bahrololoom M. E. Study of corrosion performance of electrodeposited nanocrystalline Zn-Ni alloy coatings. Corrosion Science. 2012;59: 81-87. https://doi.org/10.1016/j.corsci. 2012.02.012
А. И. Бирюков и др. Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов...
98. Kwon M., Jo D., Cho S. H., ... Park J. M. Characterization of the influence of Ni content on the corrosion resistance of electrodeposited Zn-Ni alloy coatings. Surface and Coatings Technology. 2016;288: 163-170. https://doi.org/10.1016Zj.surf-coat.2016.01.027
99. Boshkov N., Petrov K., Vitkova S., Nemska S., Raichevsky G. Composition of the corrosion products of galvanic alloys Zn-Co and their influence on the protective ability. Surface and Coatings Technology. 2002;157(2-3): 171-178. https://doi.org/10.1016/ S0257-8972(02)00161-5
100. Karahan I. H., Çetinkara H. A. Study of effect of boric acid on Zn-Co alloy electrodeposition from acid baths and on composition, morphology and structure of deposit. Transactions of the IMF. 2011;89(2): 99-103. https://doi.org/10.1179/17459191 1X12968393517774
101. Tanaka H., Moriwaki N., Ishikawa T., Nakaya-ma T. Simulating study of atmospheric corrosion of Zn-Ni alloy coating on steels in marine zone: Structure and properties of artificially synthesized Ni (II)-doped zinc hydroxychloride rust particles. Advanced Powder Technology. 2015;26(2): 612-617. https://doi. org/10.1016/j.apt.2015.01.010
102. Ortiz Z. I., Diaz-Arista P., Meas Y., Orte-ga-Borges R., Trejo G. Characterization of the corrosion products of electrodeposited Zn, Zn-Co and Zn-Mn alloys coatings. Corrosion Science. 2009;51(11): 2703-2715. https://doi.org/10.1016/j.cors-ci.2009.07.002
103. Zhang-mi T., Zhe-long Y., Mao-zhong A., Wen-liang L., Jing-shuang Z. Research on the structure and the corrosion resistance of Zn-Co alloy coating. Transactions of the IMF. 1999;77(6): 246-247. https:// doi.org/10.1080/00202967.1999.11871293
104. Ivaskevic E., Selskis A., Sudavicius A., Ra-manauskas R. Dealloying of electrodeposited zinc nickel alloy coatings. Chemija. 2001;12: 204-209.
Информация об авторах
Бирюков Александр Игоревич, к. х. н., доцент кафедры аналитической и физической химии, Челябинский государственный университет (Челябинск, Российская Федерация).
https://orcid.org/0000-0002-4020-8450 BiryukovAI.csu@yandex.ru
Козадеров Олег Александрович, д. х. н., с. н. с. лаборатории органических добавок для процессов химического и электрохимического осаждения металлов и сплавов, применяемых в электронной промышленности, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация). https://orcid.org/0000-0002-0249-9517 ok@chem.vsu.ru
Батманова Татьяна Викторовна, ст. преподаватель кафедры аналитической и физической химии (Челябинск, Российская Федерация). https ://orcid.org/0000-0001-8049-0940 batmanovatt@gmail.ru
Поступила в редакцию 30.03.2023; одобрена после рецензирования 17.04.2023; принята к публикации 15.05.2023; опубликована онлайн 25.03.2024.
