منصة الرسائل والاطاريح: حماية الفولاذ الكربوني والألمنيوم والنحاس من التآكل باستخدام مثبطات عضوية جديدة

الخلاصة

البحث الحالي يمثل محاولة لإيجاد مثبطات جديدة سهلة التحضير والتطبيق ، غير سامة ، رخيصة الثمن ومتوافرة بكثرة ، ففي هذه الدراسة تم استخدام مستخلصات مائية (Aqueous Extract) لنباتات طبيعية في حماية عدد من السبائك و المعادن ذات الاهمية التكنولوجية شملت الفولاذ الكربوني و الالمنيوم والنحاس في أوساط مختلفة تضمنت ماء الحنفية الاعتيادي (Tap Water) ومحلول (%3) وزنا من كلوريد الصوديوم و محلول (1M) من حامض الهيدروكلوريك ومحلول (1M) من حامض النتريك . المثبطات المستخدمة تعد من المثبطات العضوية (Organic Inhibitors) ولغرض تقييم الأداء التثبيطي لهذه المركبات فقد أجريت عدة اختبارات تضمنت قياس معدل التآكل بطريقة فقدان الوزن و استكمال منحني تافل و اختبار التآكل/ تعرية ودراسة تأثير درجة الحرارة و اختبار الخشونة السطحية و اختبار الموصلية الكهربائية واختبار الفحص المجهري . في طريقة فقدان الوزن اعطت المثبطات كفاءة عالية في حماية الفولاذ الكربوني من التآكل عند تركيز (%3) حجما اذ بلغت حوالي (%80.96) في الماء الاعتيادي و (%83.34) في المحلول الملحي في حين بلغت الكفاءة (%93.1) و(%96.64) في محلولي حامض الهيدروكلوريك وحامض النتريك على التوالي ، اما كفاءة تثبيط تآكل الألمنيوم وفي نفس الطريقة في المحلول الملحي كانت بحدود (95.46%) وفي محلول حامض الهيدروكلوريك حوالي (%83.7) في حين وصلت كفاءة تثبيط تآكل النحاس في محلول حامض النتريك (%93.21) . في اختبار تافل اصبحت قيمة كثافة تيار التآكل بإضافة (%3) حجما من المثبطات (%16.36) من قيمتها في الماء الاعتيادي الخالي من المثبطات لعينات الفولاذ الكربوني و (%14) في المحلول الملحي في حين انخفضت قيمة كثافة التيار الى (%10.48) و (%6.29) من قيمتها في محلولي حامض الهيدروكلوريك و النتريك الخاليين من المثبطات على التوالي ، بينما انخفضت كثافة تيار تآكل الألمنيوم في المحلول الملحي الحاوي على المثبطات الى (%7.5) من قيمتها في المحلول الخالي من المثبطات وفي محلول حامض الهيدروكلوريك انخفضت كثافة التيار الى (%15) فقط من قيمتها بدون وجود المثبطات ، كذلك انخفضت قيمة كثافة تيار التآكل لعينات النحاس في محلول حامض النتريك الى (%5.76) من قيمتها بدون اضافة المثبطات . الاختبارات التي أجريت لبيان تأثير درجة الحرارة أظهرت زيادة مستمرة في كفاءة التثبيط مع ارتفاع درجة الحرارة وتركيز المثبط كذلك زيادة معدل التآكل مع ارتفاع درجة الحرارة عند أي تركيز من المثبط فقد بلغت كفاءة التثبيط عند درجة حرارة (30ºC) (%51.81) وارتفعت الى (%81.98) عند درجة حرارة (80ºC) . كذلك كان اداء المثبطات ممتازا في الاوساط المتحركة أي في اختبار (التآكل / تعرية) إذ بلغت كفاءة التثبيط في الماء الاعتيادي في هذا الاختبار بحدود (%81.2) عند تركيز (%0.5) حجما من المثبط في حين بلغت الكفاءة (%85.53) عند تركيز (%1.5) حجما من المثبط . اختبار الخشونة السطحية اظهر انخفاضا واضحا في خشونة السطوح المعدنية المتعرضة للوسط الأكال مع زيادة تركيز المثبطات حيث تؤشر هذه النتيجة الى قابلية هذه المثبطات على حماية السطح المعدني من العيوب والتشققات الناتجة عن عملية التآكل في حين بين اختبار الموصلية الكهربائية انخفاض موصلية المحاليل الالكتروليتية مع زيادة تركيز المثبطات المضافة لها . اختبار الفحص المجهري بين خلو السطوح المعدنية المتعرضة للوسط التآكلي الحاوي على المثبطات من مظاهر التآكل المتواجدة على السطوح المعدنية المتعرضة للوسط التآكلي الخالي من المثبطات ووضوح طبقة الحماية الممتزة على السطح . بيانات معدلات التآكل بينت إن آلية عمل هذه المثبطات العضوية هي الامتزاز (Adsorbing) وان جزيئات المثبطات تمتز على سطح المعدن طبقا الى علاقة لانكمير للامتزاز (Langmuir Adsorption Isotherm) .