1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận án Hợp kim nhôm với ƣu điểm trội nhƣ nguồn nguyên liệu dồi dào, dễ gia công, tính chất cơ, lý tốt đảm bảo vật liệu thích hợp để chế tạo kết cấu bền, nhẹ Do vậy, hợp kim nhôm ngày đƣợc sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực nhƣ xây dựng, kiến trúc ngành công nghiệp, đặc biệt lĩnh vực công nghiệp quốc phòng, đóng tàu hàng không vũ trụ [18], [19] Các công nghệ xử lý bề mặt kim loại phổ biến cho hợp kim nhôm nhằm tăng cƣờng tính bảo vệ nhƣ trang trí công nghệ tạo màng thụ động để bảo vệ chống ăn mòn [1-4] Các công nghệ xử lý bề mặt kim loại nâng cao khả chống ăn mòn phổ biến nhƣ công nghệ crômat hóa, phốt phát hóa, a nốt hóa… Các màng bảo vệ có độ xốp đủ lớn để chất kết dính sơn bám dính tốt Tuy nhiên loại màng khả chịu hóa chất nhƣ tác động số môi trƣờng có tính ăn mòn cao nhƣ khí hậu biển… Ngoài ra, phƣơng pháp ôxi hóa hóa học trình anốt hóa cần phải sử dụng axit mạnh lƣợng nƣớc nhƣ lƣợng điện lớn; Các trình crômat hoá sử dụng số lƣợng lớn ion crôm hóa trị sáu (CrVI+) để cải thiện khả chống ăn mòn Ở số quốc gia quy định hạn chế việc sử dụng hóa chất crôm (VI) trình tiền xử lý bề mặt kim loại tính độc hại môi trƣờng sức khỏe ngƣời Thực tế đòi hỏi cần phải có trình xử lý bề mặt cho kim loại nói chung tiến hơn, thân thiện hơn, tiết kiệm để thay cho trình xử lý bề mặt không thân thiện với sức khỏe ngƣời môi trƣờng Hơn nữa, số chi tiết lớp phủ bảo vệ cần hoàn thiện số tính nhƣ chống mài mòn, chịu nhiệt độ, chịu hóa chất số tính đặc biệt để đáp ứng yêu cầu sử dụng cho số trƣờng hợp cụ thể Do vậy, việc nghiên cứu tạo lớp phủ bảo vệ cho kim loại nói chung hợp kim nhôm nói riêng đƣợc quan tâm rộng rãi nƣớc nhằm tạo lớp phủ bảo vệ hiệu Trong năm gần đây, lớp phủ bảo vệ kim loại dựa sở vật liệu polime vô vật liệu lai sở vật liệu nano silic đioxit đƣợc đặc biệt quan tâm Các kết nghiên cứu ban đầu cho thấy lớp phủ đƣợc tạo sở hạt nano vô cơ, mạ compozit, nano gốm vật liệu lai thể nhiều ƣu việt nhƣ: có tính trang trí tốt, khả chống dính, chống ăn mòn, mài mòn cao, chống lão hóa tốt, đặc biệt môi trƣờng khắc nghiệt, nhiệt độ cao; thiết bị tạo lớp phủ đơn giản, thân thiện với môi trƣờng [21-25] Hƣớng nghiên cứu tạo màng phủ dạng gốm, vật liệu gốm lai hữu sở vật liệu nano silic đioxit mở hƣớng đầy tiềm Tuy nhiên hƣớng nghiên cứu tạo màng phủ dạng gốm kính chống ăn mòn kim loại sở sol silica mẻ nƣớc chƣa có công trình nghiên cứu đối tƣợng Xuất phát từ yêu cầu sở khoa học đề xuất thực đề tài nghiên cứu sinh “Nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ cho hợp kim nhôm sở nanosilica phương pháp điện di lắng đọng” Mục tiêu luận án Mục tiêu tổng quát nghiên cứu đánh giá khả tạo lớp phủ dạng gốm sở nanosilica phù hợp với hợp kim nhôm công nghệ điện di lắng đọng (EPD) Tính phù hợp đƣợc hiểu khả tạo màng đồng hợp kim nhôm phƣơng pháp EPD, bám dính tốt có nhiệt độ xử lý nhiệt không vƣợt nhiệt độ ổn định kim loại nền, tạo lớp phủ không rạn nứt có khả bảo vệ tốt Để thực đƣợc mục tiêu chia thành mục tiêu cụ thể nhƣ sau: - Tạo đƣợc dung dịch sol phủ có tính ổn định có tính chất điện hóa cần thiết để áp dụng công nghệ điện di lắng đọng - Nghiên cứu đánh giá khả tạo màng EPD với dung dịch sol silica vô hợp kim nhôm - Nghiên cứu hạ nhiệt độ thiêu kết màng phủ silica xuống thấp để phù hợp với hợp kim nhôm cách biến tính tạo hạt sol silica lai hữu cơ, đƣa phụ gia thiêu kết vào màng phủ - Nghiên cứu điều kiện tạo màng phƣơng pháp EPD tối ƣu với dung dịch sol tạo - Nghiên cứu đánh giá tính chất lớp phủ nhƣ khả chống ăn mòn, độ bám dính đƣợc thực để đánh giá tiềm ứng dụng lớp phủ dạng gốm cho hợp kim nhôm Ý nghĩa khoa học đóng góp luận án Luận án tập trung nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất màng phủ dạng gốm sở hạt sol nano silica hợp kim nhôm nhằm bƣớc đầu đánh giá khả áp dụng kỹ thuật điện di lắng đọng dung dịch sol silica để tạo màng phủ lên hợp kim nhôm, khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng màng phủ Đây kết nghiên cứu quan trọng việc tiến tới nghiên cứu phát triển công nghệ tạo màng phủ vào xử lý bề mặt, bảo vệ kim loại, đặc biệt với hợp kim nhôm, thay dần công nghệ xử lý bề mặt gây ô nhiễm môi trƣờng Các đóng góp luận án gồm: - Đã chế tạo đƣợc hệ sol nanosilica có đặc tính phù hợp cho việc áp dụng kỹ thuật EPD để tạo màng phủ lên hợp kim nhôm - Đã nghiên cứu, xác định đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến trình tạo lớp phủ silica kỹ thuật điện di lắng đọng; luận giải, đánh giá lựa chọn đƣợc điều kiện tạo màng tối ƣu Tạo lớp phủ silica lai hữu có khả bảo vệ tốt cho hợp kim nhôm, độ bền môi trƣờng cao, có triển vọng ứng dụng - Đã nghiên cứu làm sáng tỏ trình hình thành phát triển lớp phủ silica lai hữu bề mặt hợp kim nhôm 4 Phƣơng pháp nghiên cứu - Sử dụng kỹ thuật sol-gel để tạo dung dịch sol silica Với phƣơng pháp cho phép tạo nên hạt sol silica có thành phần linh hoạt để tạo màng phủ có tính chất mong muốn Dựa vào điều kiện phản ứng sol-gel nhƣ dung môi, tỷ lệ H2O/-OR, xúc tác, tiền chất để điều chỉnh kích thƣớc hạt, thành phần bề mặt hạt sol (điều chỉnh kích thƣớc hạt đến kích thƣớc nano, làm giàu phụ gia thiêu kết bề mặt hạt sol, tạo đuôi hữu bề mặt hạt…) Từ tạo dung dịch phủ có độ ổn định cao, Zeta đủ lớn để áp dụng đƣợc phƣơng pháp EPD - Sử dụng EPD điều kiện điện hóa khác (điều kiện điện áp không đổi, dòng không đổi, nồng độ, thời gian…) nhằm khảo sát trình hình thành màng Thông qua quan hệ E-t (đối với trƣờng hợp EPD dòng không đổi) i-t (đối với trƣờng hợp EPD điện áp không đổi) đánh giá trình tạo màng - Sử dụng phƣơng pháp phân tích đại nhƣ: SEM, TEM, tán xạ lƣợng tia X, phân tích hồng ngoại, phƣơng pháp đo chiều dày lớp phủ Alpha- Step IQ Một số phƣơng pháp đánh giá độ bền ăn mòn , độ bền nhiệt lớp phủ nhƣ: đo đƣờng cong phân cực tafel, đo tổng trở điện hóa, thử nghiệm mù muối theo tiêu chuẩn ASTM B117, thử nghiệm gia tốc nhiệt ẩm kết hợp mù muối, đo độ bám dính lớp phủ phƣơng pháp cắt xác định độ bền nhiệt phân tích nhiệt TGA-DSC Bố cục Luận án Luận án gồm 148 trang đƣợc chia làm ba chƣơng: Chƣơng Tổng quan (43 trang), Chƣơng Điều kiện thực nghiệm phƣơng pháp nghiên cứu (17 trang), Chƣơng Kết biện luận (68 trang), phần Tài liệu tham khảo gồm 111 mục với hai ngôn ngữ tiếng Anh tiếng Việt CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Các công nghệ xử lý bề mặt nhôm truyền thống Hợp kim nhôm đƣợc sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp khác quốc phòng dân sinh Tuy nhiên nhƣợc điểm hợp kim nhôm hoạt động môi trƣờng ăn mòn, môi trƣờng khí hậu nhiệt đới Để bảo vệ chống ăn mòn cho vật liệu nhôm, hợp kim nhôm, số phƣơng pháp tạo màng thụ động có tính chống ăn mòn tốt Các công nghệ xử lí bề mặt nhôm đƣợc biết đến nhƣ công nghệ ôxi hóa hóa học, công nghệ ôxi hóa điện hóa công nghệ mạ phủ lớp màng bảo vệ [2-3], [5-6] Tạo lớp phủ công nghệ ôxi hóa hóa học trình ôxi hóa bề mặt nhôm hợp kim nhôm môi trƣờng có tính ôxi hóa nhằm tạo lớp vật chất có độ bền ăn mòn cao Các màng thụ động thông thƣờng đƣợc biết đến nhƣ màng crômat (viết tắt CCC: chromate conversion coating), màng phủ crômat-phosphat (viêt tắt CPCC : chromate-phosphate conversion coating) [5], [20] Công nghệ ôxi hóa điện hóa đƣợc gọi chung trình anode hóa nhôm Các ô xít đƣợc phát triển bề mặt kim loại thông qua trình oxy hóa kim loại axit dƣới hỗ trợ dòng điện Lớp ô xít xốp cung cấp diện tích bề mặt đủ lớn để chất kết dính sơn bám dính tốt Với loại dung dịch điện ly sử dụng để anode hóa cho màng thụ động khác Các màng thụ động loại đƣợc biết đến nhiều nhƣ: màng thụ động điện phân axit phosphoric (viết tắt PAA : phosphoric acid anodizing), màng thụ động điện phân axit crômic (viết tắt CAA : chromic acid anodizing) màng thụ động điện phân axit sulfuric (viết tắt SAA : sulfuric acid anodizing) [1-2], [7], [14] 1.2 Lớp phủ dạng gốm sở nanosilica Mặc dù lớp phủ thụ động chứng minh đƣợc khả ứng dụng rộng rãi chúng việc bảo vệ nhôm hợp kim nhôm, nhƣng lớp thụ động dễ bị suy giảm môi trƣờng có tính ăn mòn cao nhƣ khí biển, dẫn đến nhôm bị ăn mòn Lớp phủ chuyển đổi cromat có khả chống ăn mòn tốt nhƣng công nghệ chế tạo màng phủ có tính độc hại cao nên nƣớc loại dần việc sử dụng crôm vật liệu phủ Có nhiều nghiên cứu nhằm phát triển lớp phủ độc hại với môi trƣờng để bảo vệ chống ăn mòn đƣợc tích cực phát triển Lớp phủ dạng gốm kính sở silica cách tiếp cận nhƣng đầy hứa hẹn Lớp phủ loại đƣợc gọi với tên chung lớp phủ sol-gel trình chuẩn bị dung dịch phủ dựa sở kỹ thuật sol-gel Lớp phủ bảo vệ sol-gel cho thấy bền hóa chất tuyệt vời, kiểm soát trình oxy hóa chống ăn mòn bề mặt kim loại Hơn nữa, phƣơng pháp sol-gel kỹ thuật xử lý bề mặt kim loại thân thiện với môi trƣờng cho thấy tiềm thay công nghệ xử lý bề mặt kim loại độc hại truyền thống Lớp phủ sol-gel áp dụng bảo vệ bề mặt kim loại khác nhau, chẳng hạn nhƣ thép, nhôm, đồng, magiê hợp kim chúng Sự phát triển lớp phủ sở silica cho hợp kim nhôm năm gần đƣợc thể qua công trình công bố nhƣ bảng 1.1: Bảng 1.1 Các lớp phủ với sở silica hợp kim nhôm [23], [26], [27] Thành phần tiền chất Phƣơng pháp tạo màng phủ Độ dày màng (µm) Năm công bố SiO2-GPTS-Bisphenol A Phủ nhúng - 10 1997 Phủ quay 1998 Al2O3-TEOS-GPTMS ZrO2-TEOS-GPTMS SiO2 Phủ nhúng - 2000 SiO2 – ZrO2 Phủ nhúng 0,1 2001 45 - 95 2001 ZrO2-TiO2- dầu đậu nành ZrO2-TEOS-GPTMS Phủ nhúng 3–4 2001 SiO2-vinyl polymer Phủ nhúng 3–4 2001 Cerium-SiO2-epoxy Phủ nhúng 2–3 2001 Cerium-ZrO2-GPTMS Phủ nhúng 2–3 2001 Phun 30 – 50 2001 TEOS-GPTMS Phun 2,2 2001 TMOS-GPTMS-amine cross-linkers Phủ nhúng 2003 Phủ nhúng 10–12 2003 Lắng đọng Điện hóa 0,16 – 0,18 2003 Aminosilane-epoxy Epoxysilane-epoxy APS AEAPS GPTMS MAPTS TEOS MTES PTMS Phủ nhúng SiO2-TEOS-MTES Điện di lắng đọng 1,5 - 3,5 3–5 TEOS-VMS TEOS-MPMS TEOS-GPMS Phủ nhúng - 2004 2004 TMOS-GPTMS-organic inhibitor Phủ nhúng Cerium-APS Phủ nhúng 2,1 – 2,5 2005 TEOS-GPTMS-PDMS Phủ quay - 2007 Phủ nhúng 0,25 Phủ điện di 0,25 – Phủ nhúng – 3,5 TEOS TEOS-GPTMSPolyethylene imineinhibitors(MBT,MBI) 2005 2012 2013 1.2.1 Lớp phủ vô Trƣớc đây, việc ứng dụng màng vô để tạo lớp phủ bảo vệ kim loại đƣợc biết đến ví dụ nhƣ lớp men bảo vệ sắt Chúng có nhiều tính chất thú vị nhƣ : khả bám dính tốt, bền, khả bảo vệ tốt tính trang trí cao Tuy nhiên chúng có nhƣợc điểm nhƣ dễ rạn nứt, nhiệt thiêu kết cao, thời gian thiêu kết lâu nên không đƣợc quan tâm nhiều Nhƣng nghiên cứu cải tiến trình sol-gel để tạo loại vật liệu ô xít gốm đạt đƣợc nhiều thành công [28], [29] Tiêu biểu việc sản xuất bột silica kích thƣớc nhỏ với quy mô công nghiệp áp dụng nhiều lĩnh vực khác nhƣ: gốm, thủy tinh, chất độn phụ gia… Điển hình phƣơng pháp tổng hợp sol-gel tạo hạt silica điều chỉnh đƣợc kích thƣớc hạt Stober công bố [30] Từ sở phƣơng pháp sol-gel đƣợc nhiều tác giả ứng dụng để chế tạo lớp phủ sở sol silica Các lớp phủ SiO2 đƣợc nghiên cứu loại vật liệu khác nhƣ: thép, nhôm, kẽm hợp kim chúng [31-33] Các ôxít khác đƣợc đƣa vào màng phủ để cải thiện tính chất lý khác ZrO2 có hệ số giãn nở gần với hệ số giãn nở nhiều kim loại, làm giảm hình thành vết nứt trình thiêu kết nhiệt độ cao [31] ZrO2 có khả làm tăng độ bền hóa chất tăng độ cứng cho lớp phủ silica [34] Ô xít nhôm (Al 2O3) đƣợc đƣa vào thành phần lớp phủ làm giảm nhiệt độ thiêu kết [23] TiO2 có tác dụng làm tăng độ bền hóa chất, khả chịu nhiệt lớp phủ làm giảm tính dẫn điện lớp phủ CeO2 tình tƣơng tự, sử dụng rộng rãi quang học, chất xúc tác hóa học, chất màu, chất siêu dẫn cảm biến, xeri phổ biến lớp phủ lai sol-gel nhƣ chất ức chế ăn mòn [36], [37] Các lớp phủ vô có tính chịu ăn mòn, hóa chất mài mòn tốt, nhƣng nhƣợc điểm lớn màng phủ vô tính giãn nở nhiệt kém, khả bám dính hạn chế phát triển nhiều khiếm khuyết trình xử lý nhiệt, yêu cầu nhiệt độ thiêu kết tƣơng đối cao (400-800 oC) để đạt đƣợc đặc tính tốt [25] 1.2.2 Lớp phủ lai hữu – vô Để khắc phục hạn chế lớp phủ sol-gel vô tinh khiết, chẳng hạn nhƣ độ giòn nhiệt độ xử lý cao, nhiều công trình đƣợc thực để giới thiệu thành phần hữu thành phần vô sol-gel để tạo thành lớp phủ lai sol-gel hữu cơ-vô [22-23], [37-39] Lớp phủ sol-gel lai phổ biến nhiều so với lớp ô xít vô tinh khiết điều kiện bảo vệ chống ăn mòn chất kim loại hai lý Đầu tiên, lớp phủ lai dễ dàng tạo thành lớp phủ dày mà không bị rạn nứt nhiệt độ nung kết thấp Thứ hai, hệ thống lai sol-gel có tính linh hoạt nhiều thích ứng phụ gia chống ăn mòn, chẳng hạn nhƣ chất ức chế, bột màu, vv, khả chống ăn mòn tổng thể hệ thống solgel đƣợc cải thiện đáng kể Những nghiên cứu sớm lớp phủ lai nanocomposite bảo vệ bề mặt nhôm kết hợp hạt nano (Al 2O3, ZrO2, SiO2) vào mạng 10 lƣới sol-gel lai [40] Các lớp phủ thu đƣợc dày (7µm), dày đặc có khả ức chế ăn mòn Các lớp phủ lai sol-gel từ tiền chất alkoxysilane, nhƣ APS, AEAPS, GPTMS MAPTS đƣợc nghiên cứu phát triển [41] Lớp phủ đƣợc phun lên bề mặt nhôm, sau xử lý tia cực tím nguồn nhiệt Kiểm tra tiêu chuẩn ASTM cho thấy lớp phủ có độ bám dính tốt bề mặt ổn định khí, hóa chất, nhiệt cao Các lớp phủ lai hữu – vô sở polysiloxan đƣợc hãng Air Force đặt vấn đề nghiên cứu tạo lớp phủ cho vỏ hợp kim nhôm [22] Các nhóm chức khác nhƣ amino, epoxy, vinyl allyl mạng liên kết đƣợc khảo sát Hàm lƣợng hạt nano silica đƣợc bổ sung vào dung dịch sol nhằm tăng tính, chiều dày màng Kết cho thấy rằng, lớp phủ lai thiêu kết nhiệt độ thấp, số loại màng phủ lƣu hóa nhiệt độ phòng, lớp phủ có độ bền học tốt, chịu mài mòn cao vƣợt qua tiêu chuẩn thử độ bám dính Tuy nhiên, lớp phủ nhạy cảm với độ ẩm xử lý nhiệt nhiệt độ phòng Các chất ức chế ăn mòn (tolytriazole, phân tử benzotriazole muối vô xeri) đƣợc nghiên cứu đƣa vào thành phần lớp phủ lai Các kết nghiên cứu cho thấy chất ức chế hữu tolytriazole cải thiện chống ăn mòn tổng thể hợp kim Al 2024-T3 nhƣng không đem lại hiệu tự hàn gắn nhƣ chất ức chế CeO [42-44] Một hƣớng nghiên cứu phát triển màng phủ lai đƣợc phát triển gần tạo lớp phủ lai sol-gel giàu magiê [45-47] Bằng cách tƣơng tự để xây dựng lớp phủ giàu kẽm để bảo vệ thép, lớp phủ giàu magiê đƣợc xây dựng để bảo vệ ăn mòn hợp kim nhôm Lớp phủ đƣợc đánh giá thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM cho thấy lớp phủ lai kháng hóa chất tốt, chịu mài mòn chống mòn cao Có đƣợc tính chất nhờ kết hợp khả ngăn cách màng phủ khả bảo vệ ca-tốt hạt magiê 134 Những đóng góp luận án - Đã chế tạo đƣợc hệ sol nanosilica có đặc tính phù hợp cho việc áp dụng kỹ thuật EPD để tạo màng phủ lên hợp kim nhôm - Đã nghiên cứu, xác định đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến trình tạo lớp phủ silica kỹ thuật điện di lắng đọng; luận giải, đánh giá lựa chọn đƣợc điều kiện tạo màng tối ƣu Tạo lớp phủ silica lai hữu có khả bảo vệ tốt cho hợp kim nhôm, độ bền môi trƣờng cao, có triển vọng ứng dụng - Đã nghiên cứu làm sáng tỏ trình hình thành phát triển lớp phủ silica lai hữu bề mặt hợp kim nhôm Đề xuất phát triển hƣớng nghiên cứu Với kết đạt đƣợc nội dung luận án cho thấy tạo lớp phủ bảo vệ sở sol nanosilica công nghệ điện di lắng đọng có tiềm ứng dụng công nghệ xử lý bề mặt kim loại nói chung Tuy nhiên cần phát triển nghiên cứu để giải vấn đề sau: - Nghiên cứu biến tính lai hạt sol silica với nhóm hữu chức khác mà đáp ứng đƣợc đặc tính điện hóa để sử dụng phƣơng pháp tạo màng EPD Ví dụ nhƣ đƣa nhóm chức nhƣ amino-, glycido-, vinyl-… lai hóa với hạt silica Các nhóm hữu làm tăng khả chống ăn mòn lớp phủ - Nghiên cứu khả sử dụng ô xít kim loại có khả ức chế ăn mòn vào thành phần lớp phủ phƣơng pháp tạo màng EPD Hiện có công bố cho thấy đƣa ô xít có khả ức chế ăn mòn vào thành phần lớp phủ phƣơng pháp nhúng khả thi nâng cao đáng kể hiệu bảo vệ lớp phủ silica 135 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Hà Hữu Sơn, Nguyễn Đức Hùng, Doãn Anh Tú, Nghiên cứu khả tạo lớp phủ phƣơng pháp điện di (EPD) dung dịch sol-gel silica cho hợp kim nhôm, Tạp chí nghiên cứu Khoa học Công nghệ quân sự, số 24, 4-2013, tr 126-132 Hà Hữu Sơn, Nguyễn Đức Hùng, Nghiên cứu khả chống ăn mòn kim loại màng phủ dạng gốm hợp kim nhôm, Tạp chí Khoa học Công nghệ, tập 51 (số 3A), 2013, tr 23-29 Hà Hữu Sơn, Nguyễn Văn Vinh, Nguyễn Thị Yến, Nguyễn Đức Hùng, Tạo lớp phủ silica lai vô – hữu hợp kim nhôm, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nhiệt đới, số 4, 2014, tr 59-67 Hà Hữu Sơn, Nguyễn Đức Hùng, Doãn Anh Tú, Qúa trình hình thành phát triển màng phủ silica lai hữu – vô hợp kim nhôm phƣơng pháp điện di lắng đọng (EPD), Tạp chí Hóa học, tập 52 (số 6B), 2014, tr 170174 Hà Hữu Sơn, Nguyễn Đức Hùng, Doãn Anh Tú, Khảo sát số tính chất màng phủ silica lai hữu đƣợc chế tạo phƣơng pháp điện di lắng đọng, Tạp chí Hóa học, tập 53 (số 4), 2015, tr 485-490 Hà Hữu Sơn, Nguyễn Đức Hùng, Doãn Anh Tú, Nguyễn Thị Yến, Ảnh hƣởng nhiệt độ thiêu kết đến đặc tính chống ăn mòn lớp phủ polysiloxan lai hữu hợp kim nhôm, Tạp chí Khoa học Công nghệ, tập 53 (số 1A), 2015, tr 254-261 Ha Huu Son, Tran Viet Thu, Doan Anh Tu, Nguyen Đuc Hung, Composition, structure and corrosion resistance properties of hybrid organopolysiloxane coatings on aluminum alloy, Journal of Science and Technology, 53(4A), 2015, pp 46-53 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Lê Minh Đức (2008), Bài giảng Công nghệ điện hoá – ăn mòn, Đại học Đà Nẵng, http://www.ebook.edu.vn Trần Minh Hoàng (2005), Mạ điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đức Hùng (1989), Sổ tay kỹ thuật mạ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đức Hùng, Mai Xuân Đông (2002), Ăn mòn kim loại chống ăn mòn kim loại, Nhà xuất quân đội nhân dân, Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2006), Hóa lý Hóa keo, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Phan Thế Anh, Vũ Thị Thu Hà, Huỳnh Anh Hoàng, Nguyễn Đình Lâm (2009), “Tạo hình nghiên cứu đặc tính siêu kỵ nƣớc vật liệu Composite C-CNT”, Tạp chí Hóa học, (47), tr 310-315 La Thế Vinh, La Văn Bình (2006), “Ảnh hƣởng chất biến tính đến cấu trúc hệ polyme vô Aluminosilicat”, Tạp chí Khoa học Công nghệ trường đại học kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội, (58), tr 110-113 Phạm Nhƣ Phƣơng, Phan Thanh Sơn, Lê Văn Long, Nguyễn Ngọc Tuân, Nguyễn Đình Lâm (2011), “Tổng hợp nano TiO2 dạng ống (TiO2 nubes) phƣơng pháp thủy nhiệt”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng (42), tr 77-81 Trịnh Anh Trúc, Nguyễn Thùy Dƣơng, Tô Thị Xuân Hằng (2009), “Tổng hợp nano silica hybrid sử dụng nhƣ chất ức chế ăn mòn cho lớp phủ hữu thép cacbon”, Tạp chí Hóa học, 47 (4a), tr 738 - 741 137 10 Trịnh Minh Đạt (2012), Báo cáo khoa học tổng kết đề tài cấp Bộ Xây dựng: “Nghiên cứu chế tạo màng phủ kỵ nước không màu, đa tính từ nano silica (nano SiO2) ứng dụng bảo vệ bề mặt, công trình xây dựng mỹ thuật trang trí trời”, Viện Vật liệu Xây dựng 11 Ngô Hoàng Giang (2006), Nhuộm màu điện hóa màng nhôm a nốt hóa chế độ xung dung dịch muối vô cơ, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, tr.57-80 12 Phan Thị Bình (2006), Điện hóa ứng dụng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 13 Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích công cụ Hóa học đại, Nhà xuất Sƣ phạm 14 Trịnh Xuân Sén (2006), Ăn mòn bảo vệ kim loại, Chương Các phương pháp xác định tốc độ ăn mòn kim loại, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội 15 Trƣơng Ngọc Liên (2004), Ăn mòn bảo vệ kim loại, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 16 TCVN 7699-2-52:2007, Thử nghiệm môi trƣờng - Thử nghiệm Kb – thử nghiệm sƣơng muối chu kỳ 17 Trần Hồng Nhung, Lê Kim Long, Lâm Ngọc Thiềm (2007), “Các phƣơng pháp quang phổ ứng dụng theo dõi điều chế đánh giá chất lƣợng vật liệu quang học lai vô cơ- hữu (Ormosil)”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, (23), tr 188-193 Tiếng Anh: 18 J.T Staley, D.J Lege (1993), “Advances in aluminium alloy products for structural applications in Transportation”, Journal de physique IV Colloque, Volume 3, pp179 -190 138 19 I Obieta, J Marcos (2005), “Nanomaterials: Opportunities and Challenges for Aerospace, In Nanomaterials Technology for Military Vehicle Structural Applications”, Meeting Proceedings RTO-MP-AVT122, pp 1-5 20 Y Joshua Du , Matt Damron, Grace Tang, Haixing Zheng, C.-J Chu, Joseph H Osborne (2001), “Inorganic/organic hybrid coatings for aircraft aluminum alloy substrates”, Progress in Organic Coatings, (41), pp 226–232 21 Wolfram Fuerbeth, Michael Schuetze (2005), “Novel corrosion protective coatings based on nanomaterials”, In Nanomaterials Technology for Military Vehicle Structural Applications, pp 8-1 – 8-14 22 Dr Jay C-J Chu, Dr Peter-Klaus Klos, Feisa Jan, Walt Henry (2008), Surface finishing by nano-ceramic coating, www.nanomatetech.com, pp 1-16 23 Duhua Wang, Gordon P Bierwagen (2009), “Sol–gel coatings on metals for corrosion protection”, Progress in Organic Coatings, (64), pp 327–338 24 R Roy, E.F Osborn (1954), “The system Al2O3-SiO2-H2O”, American Mineralogist, (39), pp 853 25 R Roy (1987), “Ceramics by the Solution Sol-gel Route", Science, Vol 238 (4834), pp 1664-1669 26 Haibin Li, Kaiming Liang, Lefu Mei, Shouren Gu, Shuangxi Wang (2001), “Corrosion protection of mild steel by zirconia sol-gel coatings”, Journal of Materials Science Letters, Vol 20 (12), pp 1081-1083 27 S.H Messaddeq, S.H Pulcinelli, C.V Santilli, A.C Guastaldi, Y Messaddeq (1999), “Microstructure and corrosion resistance of inorganic–organic (ZrO2–PMMA) hybrid coating on stainless steel”, Journal of Non-Crystalline Solids, 247, pp 164 139 28 D.C.L Vasconcelos, J.A.N Carvalho, M Mantel, W.L Vasconcelos (2000), “Corrosion resistance of stainless steel coated with sol–gel silica”, Journal of Non-Crystalline Solids, 273, pp 135 29 J Masalski, J Gluszek, J Zabrzeski, K Nitsch, P Gluszek (1999), “Improvement in corrosion resistance of the 316l stainless steel by means of Al2O3 coatings deposited by the sol-gel method”, Thin Solid Films, Vol 349 (1–2), pp 186–190 30 Werner Stober, Arthur Fink (1968), “Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range”, Journal of colloid and interface science, 26, pp 62-69 31 L Fedrizzi, F.J Rodriguez, S Rossi, F Deflorian, R.D Maggio (2001), “The use of electrochemical techniques to study the corrosion behaviour of organic coatings on steel pretreated with sol–gel zirconia films”, Electrochim Acta, 46, pp 3715 32 H Schmidt, H Scholze, H Kaiser (1984), “Principles of hydrolysis and condensation reaction of alkoxysilanes”, Journal of Non-Crystalline Solids, 63, pp 1-11 33 T Sugama (2005), “Cerium acetate-modified aminopropylsilane triol: A precursor of corrosion-preventing coating for aluminum-finned condensers”, Journal of Coatings Technology and Research, 2(8), pp 649-659 34 A Pepe, M Aparicio, A Duran, S Cere (2006), “Cerium hybrid silica coatings on stainless steel AISI 304 substrate”, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 39(2), pp 131-138 35 A.L.K Tan, A.M Soutar, J.S.H Tan and C Mon (2008), “Electrophoretic deposition (EPD) of nano-particulate hybrid coatings for corrosion protection”, SIMTech technical reports, 9(4), pp 212-215 140 36 F Feil, W Furbeth and M Schutze (2008), “Nanoparticle based inorganic coatings for corrosion protection of magnesium alloys”, Surface Engineering, 24 (3), pp 198-203 37 Y Chen, L Jin, Y Xie (1998), “Sol-gel Processing of Organic-Inorganic Nanocomposite Protective Coatings”, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 13(1) , pp 735 – 738 38 H Sayilkan, S Sener, E Sener, M Sulu (2003), “The Sol-gel Synthesis and Application of Some Anticorrosive Coating Materials”, Materials Science, 39(5), pp 733-739 39 E Gonzalez, J Pavez, I Azocar, J.H Zagal, X Zhou, F Melo, G.E Thompson, M.A Páez (2011), “A silanol-based nanocomposite coating for protection of AA-2024 aluminium alloy”, Electrochimica Acta, 56, pp 7586–7595 40 E Roussi, A Tsetsekou, A Skarmoutsou, C.A Charitidis, A Karantonis (2013), “Anticorrosion and nanomechanical performance of hybrid organo-silicate coatings integrating corrosion inhibitors”, Surface & Coatings Technology, 232, pp 131–141 41 N.C Rosero-Navarro, S.A Pellice, A Duran, M Aparicio, Effects of Ce-containing sol–gel coatings reinforced with SiO2 nanoparticles on the protection of AA2024, Corrosion Science 50, pp 1283–1291, 2008 42 M Nanna, G.P Bierwagen (2004), “Mg-rich coatings: A new paradigm for Cr-free corrosion protection of Al aerospace alloys”, Journal of Coatings Technology and Research, 1(2), pp 69-80 43 D Battocchi, G.P Bierwagen (2011), “Electrochemical behaviour of a Mg-rich primer in the protection of Al alloys”, Corrosion Science, 48(5), pp 1292-1306 141 44 D Battocchi, G.P Bierwagen (2006), “Comparison of testing solutions on the protection of Al-alloys using a Mg-rich primer”, Corrosion Scienc, 46(8), Pages 2226–2240 45 Sidsel Meli Hanetho (2012), Hybrid Aminopropyl Silane-based Coatings on Steel, Thesis for the degree of Philosophil Doctor, Norwegian University of Science and Technology, pp 7-12 46 Timothy J Hebrink (2013), “Anti-reflective articles with nanosilicabased coatings and barrier layer”, Patent US 2013/0182331 A1 47 J K Bailey andM L.Mecartney (1992), “Formation of colloidal silica particles from alkoxides”, Colloids and Surfaces, 63(1-2), pp 151–161 48 Jerzy Chrusciel, Ludomir Slusarski (2003), “Synthesis of nanosilica by the sol-gel method and its activity toward polymers”, Materials Science, 21(4), pp 461-468 49 G B Alexander (1954), “The Polymerization of Monosilicic Acid”, Journal of the American Chemical Society, 76(8), pp 2094–2096 50 D W Schaefer (1989), “Polymers, Fractals, and Ceramic Materials”, Polym Fractals Ceram Mater., 243, pp 1023–1027 51 C J Brinker and G W Scherer (1990), Sol-gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-gel Processing, Academic Press, Inc., San Diego 52 S Y Chang and T A Ring (1992), “Map of gel times for three phase region tetraethoxysilane, ethanol and water”, Journal of Non-Crystalline Solids, 147-148(C), pp 56–61 53 D Gallagher and T A Ring (1989), “Sol-gel Processing of Ceramic Films”, Chimia, 43, pp 298–304 54 James H Dickerson, Aldo R Boccaccini, Electrophoretic Deposition of Nanomaterials, eBook, pp 78- 120, ISBN 978-1-4419-9730-2 142 55 A.R Boccaccini, C Kaya, K.K Chawla (2001), “Use of electrophoretic in the processing of fibre reinforced ceramic and glass matric composites: a review”, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 32(8), pp 997-1006 56 H Negishi, K.Yamaji, N.Sakai, T.Horita, H.Yanagishita, H Yokokawa (2004), “Electrophoretic deposition of YSZ powders for solid oxide fuel cells”, Journal of materials science, 39, pp 833– 838 57 Laxmidhar Besra, Meilin Liu (2007), “A review on fundamentals and applications of electrophoretic deposition (EPD)”, Progress in Materials Science, 52, pp.1-61 58 Guozhong Cao (2004), “Nanostructures and nanomaterials synthesis, properties and applications”, London: Imperial college press 59 Hasegawa “Preparation K, Kunugi of thick S, Tatsumisago films M, Minami T (1999), by electrophoretic deposition using modified silica particles derived by sol–gel method”, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 15, pp 243–249 60 Shan W, Zhang Y, Yang W, Ke C, Gao Z, Ke Y (2004), “Electrophoretic deposition of nanosize zeolites in non-aqueous medium and its application in fabricating thin zeolite membranes” Micropor Mesopor Mater, 69, pp 35–42 61 Ilaria Corni, Mary P Ryan, Aldo R Boccaccini (2008), “Electrophoretic deposition: From traditional ceramics to nanotechnology”, Journal of the European Ceramic Society, 28 , pp1353–1367 62 F Sun, X Pang, I Zhitomirsky (2009), “Electrophoretic deposition of composite hydroxyapatite–chitosan–heparin coatings” materials processing technology, 209, pp 1597–1606 Journal of 143 63 Van der Biest, Vandeperre (1999), “Electrophoretic Deposition of Materials”, Annual Review Material Science, 29, pp.327-352 64 Begona Ferrari,Rodrigo Moreno (2010), “EPD kinetics: A review”, Journal of the European Ceramic Society, 30 , pp 1069–1078 65 A R Boccaccini, S Keim, R Ma, Y.Li, I Zhitomirsky (2010), “Review: Electrophoretic deposition of biomaterials”, Journal of the Royal Society Interface, 7(5), doi: 10.1098/rsif.2010.0156.focus 66 Jong-Hyun Lee, Gun-Young Gil, and Dang-Hyok Yoon (2009), “Fabrication of SiCf/SiC Composites using an Electrophoretic Deposition”, Journal of the Korean Ceramic Society, 46(5), pp 447- 451 67 Kaya C, Boccaccini A R, Trusty P.A (1999), “Processing And Characterization Of 2-D Woven Metal Fibre-Reinforced Multiplayer Silica Matrix Composites Using Electrophoretic Deposition And Pressure Filtration”, Journal of The European Ceramic Society, 19(16), pp 2859-2866 68 Kaya C, Kaya F, Boccaccini A R, Chawla K.K (2001), “Fabrication And Characterisation Of Ni-Coated Carbon Fibre-Reinforced Alumina Ceramic Matrix Composites Using Electrophoretic Deposition”, Acta Materialia, 49(7), pp 1189-1197 69 Boccaccini A R, Peters C, Roether J A, Eifler D, Misra S K, Minay E J (2006), “Electrophoretic Deposition Of Polyetheretherketone (PEEK) And PEEK/Bioglass Coatings On NiTi Shape Memory Alloy Wires”, Journal of Materials Science, 41(24), pp 8152-8159 70 Boccaccini A.R, Cho J, Roether J A, Thomas B.J.C, Minay E.J, Shaffer M.S.P (2006), “Electrophoretic Deposition Of Carbon Nanotubes”, Carbon, 44(15), pp 3149-3160 144 71 Boccaccini A.R, Chicatun F, Cho J, Bretcanu O, Roether J.A, Novak, S Chen Q (2007), “Carbon Nanotubes Coatings On Bioglass-Based Tissue Engineering Scaffolds”, Advanced Functional Materials, 17(15), pp 2815-2822 72 Boccaccini A.R, Cho J, Subhani, T, Electrophoretic Deposition Of Kaya C, Kaya F (2010), Carbon NanoTube-Ceramic Nanocomposites, Journal of The European Ceramic Society, 30(5), pp 1115-1129 73 Marija S Djosic, Vesna B Miskovic – Stankovic, Vladimir V Srdic (2007), “Electrophoretic deposition and thermal treatment of boehmite coatings on titanium”, Journal of the Serbian Chemical Society, 72 (3), pp 275–287 74 Hamaker (1940), “Formation Of A Deposit By Electrophoresis”, Transactions of The Faraday Society, 35, pp 279-287 75 Hirata, Y., Nishimoto, A and Ishisara, Y (1991), “Forming of alumina powder by electrophoretic deposition”, J Ceram Soc Jpn., Int Ed., 99, pp 105–109 76 P Sarkar, and P.S Nicholson (1996), “Electrophoretic Deposition (EPD) mechanisms, kinetics and application to ceramics”, J Am Ceram Soc., 79(8), pp 1987-2002 77 Fukada, Nagarajan, Mekky, Bao, Kim, & Nicholson (2004), “Electrophoretic Deposition - Mechanisms, Myths, And Materials”, Journal of Materials Science, 39(3), pp 787-801 78 D M Liu (1998), “Densification of zirconia from submicron-sized to nano-sized powder particles”, Journal of Materials Science Letters, 17, pp 467-469 145 79 F Feil, W.Furbeth, M Schutze (2008), “Nanoparticle based inorganic coatings for corrosion protection of magnesium alloys”, Surface Engineering, 24(3), pp 198-203 80 Streckert, H.H.Norton, K.P.Katz, J.D.Freim (1997), “Microwave Densification Of Electrophoretically Infiltrated Silicon Carbide Composite”, Journal of Materials Science, 32(24), pp 6429-6433 81 Vignesh Palanivel, Y Huang , Wim J van Ooij (2005), “Effects of addition of corrosion inhibitors to silane films on the performance of AA2024-T3 in a 0.5 M NaCl solution”, Progress in Organic Coatings, 53(2), pp 153–168 82 Benoit Fori, Pierre-Louis Taberna, Laurent Arurault, Jean-Pierre Bonino, Celine Gazeaub, Pierre Bares (2012), “Electrophoretic impregnation of porous anodic aluminum oxide film by silica nanoparticles”, Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects, 415, pp 187– 194 83 Y Castro, B Ferrari, R Moreno, A Duran (2004), “Coatings produced by electrophoretic deposition from nano-particulate silica sol–gel suspensions”, Surface and Coatings Technology, 182, pp 199–203 84 Y Castro, B Ferrari, R Moreno, A Duran (2005), “Corrosion behaviour of silica hybrid coatings produced from basic catalysed particulate sols by dipping and EPD”, Surface & Coatings Technology, 191, pp 228–235 85 Laurent Bazin, Marie Gressier, Pierre-Louis Taberna, Marie-Joelle Menu and Patrice Simon (2008), “Electrophoretic silica-coating process on a nano-structured copper electrode”, Chemical Communications, (40), http://dx.doi.org/10.1039/b807837h 146 86 Yan Liu, Dezhi Sun, Hong You, Jong Shik Chung (2005), “Corrosion resistance properties of organic–inorganic hybrid coatings on 2024 aluminum alloy”, Applied Surface Science, 246, pp 82–89 87 A Altube, E García-Lecina, N Imaz, J.A Díez, P Ferron, J.M Aizpurua (2012), “Influence of deposition conditions on the protective behavior of tetraethyl orthosilicate sol–gel films on AA5754 aluminum alloy”, Progress in Organic Coatings, 74 , pp 281–287 88 Koichi Hasegawa, Hideki Nishimori, Masahiro Tatsumisago, Tsutomu Minami (1998), “Effect of poly(acrylic acid) on the preparation of thick silica films by electrophoretic sol-gel deposition of re-dispersed silica particles”, Journal of materials science, 33, pp 1095-1098 89 Koichi Hasegawa, Hideki Nishimori, Masahiro Tatsumisago, Tsutomu Minami (1996), “Preparation of Thick Silica Films in the Presence of Poly(Acrylic Acid) by Using Electrophoretic Sol-gel Deposition”, Journal of Sol-gel Science and Technology, 7(3), pp 211-216 90 Y Wang, I Deen, I Zhitomirsky (2011), “Electrophoretic deposition of polyacrylic acid and composite films containing nanotubes and oxide particles”, Journal of Colloid and Interface Science, 362, pp 367–374 91 ISO 9226:2012 Corrosion of metals and alloys - Corrosivity of atmospheres - Determination of corrosion rate of standard specimens for the evaluation of corrosivity, http://www.iso.org 92 Martin Mennig, Gerhard Jonschker, Helmut Schmidt (2000), “Method for providing a metal surface with a vitreous layer”, Patent US 006162498A 93 ASTM B-117 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, https://www.astm.org/Standards/B117.htm 94 ISO 2409-1992 Paints and varnishes, cross-cut test, http://www.iso.org 147 95 M D Apuzzo, A Aronne, S Esposito, P Pernice (2000), “Sol-gel synthesis of humidity-sensitive P2O5-SiO2 amorphous films”, Journal of sol-gel science and technology, 17, pp 247-254 96 J D Soraru, F Babonneau, C Gervais, N Dallabona (2000), “Hybrid RSiO1.5/B2O3 Gels from Modified Silicon Alkoxides and Boric Acid”, Journal of sol-gel science and technology, 18, pp 11-19 97 M Prassas a L L Hench (1984), In ultrastructure processing of ceramics, glasses & composites, edited by Larry L Hench and Donald R Ulrich, Jonh Wiley & sons, New York, pp 100 98 M A Villegas, J M Fernandes Navarro (1988), “Characterization of B2O3-SiO2 glasses prepared via sol-gel”, Journal of Materials Science, 23(7), pp 2464-2478 99 A Gungor, H Demirtas, I Atilgan and M Yasar (2012), “Synthesis and characterization of SiO2 films coated on stainless steel by sol-gel method”, International Iron & Steel Symposium, Karabük, Türkiye 100 R Pena Alonso, J Rubio, F Rubio, J.L Oteo (2003), “FT-IR and Porosity Study of Si-B-C-O Materials Obtained from TEOS-TEB-PDMS Derived Gel Precursor”, Journal of Sol-gel Science and Technology, 26, pp 195–199 101 T K Pavlushkina, O A Gladushko (2000), “Chemically Resistant Coating for Silicate Glass Protection”, Glass and Ceramics, 57(9), pp 310-313 102 Wolfram Fürbeth, Hong-Quang Nguyen, and Michael Schütze (2008), “Novel corrosion protective coatings for aluminium alloys and steels based on oxidic nanoparticles”, International Journal of Materials Research, 98(7), pp 589-596 103 Silica: viscous sintering, http://www.rug.nl/research/portal 148 104 E Bergna (1994), Colloidal silica: Fundamentals and Applications, edited by A C Society 105 Frenkel (1945), “Viscous flow of crystalline bodies under the action of surface tension”, Journal of Physics-USSR, 9, pp 385-391 106 De, Nicholson (1999), “Role of ionic depletion in deposition during electrophoretic deposition”, Journal of the American Ceramic Society, 81(11), pp 3031–3036 107 Besra, Uchikoshi, Suzuki, Sakka (2010), “Experimental verification of pH localization electrode/solution mechanism interface of and particle its consolidation application to at the pulsed DC Electrophoretic deposition (EPD)”, Journal of the European Ceramic Society, 30, pp 1187–1193 108 R Zandi-zand , A Ershad-langroudi, A Rahimi (2005), “Silica based organic–inorganic hybrid nanocomposite coatings for corrosion protection”, Progress in Organic Coatings, 53, pp 286–291 109 Yan Liua, Dezhi Sun, Hong You, Jong Shik Chung (2005), “Corrosion resistance properties of organic–inorganic hybrid coatings on 2024 aluminum alloy”, Applied Surface Scienc, 246, pp 82–89 110 A Conde, A Duran, J.J de Damborenea (2003), “Polymeric sol–gel coatings as protective layers of aluminium alloys”, Progress in Organic Coatings, 46, pp 288–296 111 J.B Bajat, I Milosevic, Z Jovanovic, V.B Miskovic-Stankovic (2010), “Studies on adhesion characteristics and corrosion behaviour of vinyltriethoxysilane/epoxy coating protective system on aluminium”, Applied Surface Science, 256(11), pp 3508–3517