Main  activities and results 2022

(A) Elaboration of the final Ce based conversion coatings and technologies and validation of the quality of the obtained coatings according to the current standards in force

Ce-based conversion coatings and technology

SEM micrographs at various magnifications in the case of HT-Ce-stearic conversion layer onto AA 7075 alloy 
(HT-20 min./ 90±5oC +Ce-stearic -20V, 20 min./25oC)
(6.55–9.73 wt.% Ce according to EDX analysis)
Photographic images of HT-Ce-stearic conversion layers onto (from left to right): AA 2007, AA 2017 and AA7075 alloy specimens
Photographic images of HT-Ce-stearic conversion layers onto (from left to right): AA 2007, AA 2017 and AA7075 alloy specimens after 336 h of salt mist test

Chemical composition and applied operating parameters during conversion coatings preparation according to the selected technology

Conversion typeSolution compositionOperating parameters
HT6.9 g L-1 LiNO3
28.3 g L-1 KNO3
2.4 g L-1 LiOH
 
pH =12-12.5		t = 20 min.
ToC: 90 ± 5 oC
HT-Ce-S0.1  M Ce(NO3)3.6H2O
0.1 M stearic acid
in isopropyl alcohol		Udc(const) = 20 V
t = 20 min.
T oC: 23 ± 2 oC
Small scale laboratory prototype for Ce based conversion coatings
(HT-Ce-S type conversion system)

(B) Natural climate exposure test

AA 2007 (HT-Ce based conversion)
AA 2017(HT-Ce based conversion)
AA 7075(HT-Ce based conversion)
AA 2007 (HT-Ce based conversion) + paint layer
AA 2017(HT-Ce based conversion) + paint layer
AA 7075(HT-Ce based conversion) + paint layer
Photographic images of specimens exposed to natural climate after 6576 h of natural climate exposure

Prezentare succinta a rezultatelor obtinute in cadrul proiectului „Acoperiri ecologice pe baza de ceriu pentru protectia anticoroziva a aliajelor de aluminiu – ECOCCCEALPROT”

Prezentul proiect, coordonat de Universitatea POLITEHNICA Bucuresti, Centrul pentru Stiinta Suprafetei si Nanotehnologie (UPB-CSSNT) a avut ca obiectiv general dezvoltarea si validarea unor tehnologii ecologice de obtinere a acoperirilor de conversie pe baza de Ce, pentru protectia anticoroziva a aliajelor de Al. Acoperirile de conversie dezvoltate au la baza hidroxizii dubli stratificati (LDH) pe baza de hidroxizi de Li-Al, cunoscuti si drept hidrotalcit (HT) cu specii de Ce intercalate, utilizand atat solutii apoase cat si lichide ionice analoge. Noile tehnologii reprezinta alternative cu impact minim asupra mediului ce pot inlocui acoperirile clasice pe baza de Cr(VI), in special destinate industriei aeronautice, cu posibilitati de extindere catre industria de automobile si elemente de constructii. Acoperirile de conversie pe baza de Ce au fost aplicate pe repere metalice din aliaje de Al de tip 2007; 2017; 7075, apte sa indeplineasca cerintele specifice de calitate ale partenerului industrial din proiect (ICPE-SA).

Tehnologia selectata pentru implementare pe linia pilot (vezi Fig. 1) are la baza o secventa de preparare care include o etapa chimica pentru formarea filmului HT utilizand o solutie apoasa alcalina, urmata de o etapa electrochimica intr-o solutie alcoolica cu continut de compusi de ceriu si acid stearic. Acoperirile de conversie finale au o buna uniformitate si omogenitate, prezinta un caracter usor hidrofob, asigurand o rezistenta la coroziune materializata prin 336 h de ceata salina fara aparitia unor modificari majore de suprafata (vezi Figurile 2 si 3) Noile tehnologii propuse si straturile de conversie realizate indeplinesc standardele de mediu actuale; ele nu produc deseuri industriale toxice asa cum se intampla in cazul acoperirilor clasice pe baza de cromati aplicate in prezent.

Fig. 1 – Imagine fotografica a liniei tehnologice pilot pentru realizarea straturilor de conversie de tip HT-Ce-stearic pe substrat metalic din aliaje de Al
Fig. 2 – Micrografii SEM pentru straturi de conversie chimica de tip HT-Ce-stearic depuse pe aliaje de Al (stanga: 2007, mijloc: 2017 si dreapta: 7075)
Fig. 3 – Repere metalice din aliaje de Al acoperite cu straturi de conversie pe baza de Ce utilizând linia tehnologica pilot