Synthetic and natural iron oxide characterization through microparticle voltammetry

Se presentan los resultados de un estudio sobre el uso de la Voltametría de Micropartículas (VMP), aplicada a la identificación de óxidos y oxihidróxidos de hierro. Mediante esta técnica, fue posible diferenciar hematita, goethita, magnetita y maghemita, en muestras sintéticas y naturales. La medición de pigmentos sintéticos tratados a diferentes temperaturas, evidenció la existencia de un patrón de comportamiento que permite diferenciarlos. Se constató que la ubicación del pico de corriente (valor de potencial), varía en función de la especie mineral, el tamaño de grano y el grado de cristalinidad, el área, en relación con la concentración de especie electroactiva y el ancho, con la distribución de tamaños de partícula. En muestras con elevadas concentraciones de óxidos y oxihidróxidos de hierro, los picos se definieron a corrientes del orden de los mA (miliamperes) y en muestras de paleosuelos con un contenido de hierro total inferior al 6%, los picos se registraron a corrientes del orden de los µA (microamperes). De esta manera, se constata la posibilidad de aplicación de la técnica en estudios ambientales y paleoambientales que tengan en cuenta a estos minerales. Las principales ventajas de la VMP, respecto a los métodos convencionales, se refieren a la rapidez y simplicidad de aplicación y a la posibilidad de procesar pocos microgramos de muestra, sin limitación de su grado de cristalinidad. A diferencia de los métodos magnéticos, fuertemente condicionados por la presencia de magnetita, la VMP resulta altamente sensible a la detección de especies débilmente magnéticas.We are hereby presenting the results obtained from a study on using Microparticle Voltammetry (MPV) for identifying Iron oxides and oxy–hydroxides. This technique allowed us to distinguish different mineral species, such as hematite, goethite, magnetite and maghemite, in both synthetic and natural samples. By measuring synthetic pigments at different temperatures, evidence was found of an electrochemical behavioral pattern which allowed differenciating them. The current peak location (potential value) proved to vary according to the mineral species, grain size and chrystallinity degree. The area varies in terms of electroactive concentration of the species given. Width varies according to particle size distribution. In high iron oxide and oxy–hydroxide concentration samples, peaks were defined at current values of mA (milliampers) and in paleosol samples having an overall iron content lower than 6%, peaks were recorded at currents of µA (microampers). Therefore, a possibility arises of applying this technique to environmental and palaeo–environmental studies of these minerals. MPVs main advantages compared to conventional methods are speed and simplicity as well as the fact that it allows processing a few sample grains, in spite of its chrystallinity degree. Unlike magnetic methods – strongly influenced by the presence of magnetite– MPV is highly sensitive for detecting weakly magnetic species.Fil: Rico, Yamile. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación Tecnológica; ArgentinaFil: Bidegain, Juan Carlos. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación Tecnológica; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentin

Corrosion Resistance of Steel/Zinc with Silicate Nanoparticles/Polyurethane Paint Systems in NaCl Solution

Surface characteristics and corrosion behaviour of bare electrogalvanized steel coated with polymer/nano-silicate particles added to the electrogalvanizing bath were studied by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometer (EDXS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). After applying a barrier polyurethane paint, the paint hardness, porosity, flexibility, colour, gloss, blistering and rusting degrees, and anticorrosive protective properties in 0.05 mol·L-1 NaCl solution were also evaluated. The results correlated well and, being demonstrative of the very slow deterioration rate of the immersed coated electrogalvanized steel, they enabled to assume that if a chemically analogous but thicker coating system was applied; it could be an acceptable alternative in real service conditions.Fil: Célia R. Tomachuk. Energy And Nuclearresearch Institute; BrasilFil: Elsner, Cecilia Ines. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; ArgentinaFil: Di Sarli, Alejandro Ramón. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentin

Corrosion performance of steel coated with different duplex systems and exposed to salt spray and continuous immersion tests

55%Al-Zn alloy coated steel sheets pre-treated with 5% Fe (NO3)3 + 15% H3PO4 solution, coated with acrylic (AC), alkyd (AQ), vinyl (VL), solvent-based epoxy (ES) or waterborne epoxy (EA) corrosion-inhibiting primers + a barrier topcoat alkyd paint, and exposed to different media were studied. Exposure conditions included salt spray or continuous immersion in solutions containing chloride or sulphate ions. The state of the exposed samples was evaluated by visual inspections, standardized physicochemical tests and electrochemical impedance (EIS) measurements. Their results allowed inferring that: 1) under immersion conditions, the best performance was offered by the ES samples; 2) most of the painting systems performed satisfactorily during their exposure to the salt spray chamber; and 3) the correlation between them permitted to explain some problems arising in service and opened the door to extend the useful life by adjusting the painting system formulation.Fil: Di Sarli, Alejandro Ramón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigación y Desarrollo En Tecnología de Pinturas (i); Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigación y Desarrollo En Tecnología de Pinturas (i); Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingenieria; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentin

Study of silane layers grown on steel and characterized using ellipsometry at different wavelengths and incidence angles

Films of gmercap to propyltri methoxysilane are prepared by hydrolysis, condensation and curing at 80 oC. The optical indices, n, k and the thickness d are calculated using the ellipsometry technique.Aprogramme is developed to fit a wide set of ellipsometricï andï data in the visible optical region 400 nm < ë < 600 nm. An increase in the optical absorption k is detected for the lower concentration ofMPTMS attributed to light absorption from the pores.Fil: Seré, Pablo Ricardo. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Zerbino, Jorge Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Maltz, Alberto Leonardo. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Matemáticas; ArgentinaFil: Deya, Marta Cecilia. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Di Sarli, Alejandro Ramón. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentin

Characterization and corrosion resistance of galvanized steel/passivation composite/ polyurethane paint systems

The corrosion performance of electrogalvanised steel sheets pre-treated with a Cr3+ or Cr+6 -based conversion layer and then covered with polyurethane-waterborne topcoat paint has been studied. The pre-treated metallic panels were coated with one of the three tested polyurethane (PU) topcoat paints, in which the dispersion type was the formulation variable. The pigment was TiO2 (rutile) with a PVC value of 10. Before and after the immersion in 0.05 M NaCl (pH 5.70) or 0.1 M Na2SO4 (pH 6.36) solutions, replicates of the different samples were subjected to standardized tests (porosity, gloss and color, hardness, flexibility). During the immersion, blistering and rusting degrees were evaluated through periodical visual inspections, while the coated steel performance was monitored by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) measurements. Initial (dry) and final (wet) paint adhesion was also determined. EIS data were interpreted and discussed in terms of the time dependence of the electrical (paint coating) and electrochemical (steel substrate) parameters associated with interfacial processes describing the metal/paint system deterioration. According to the electrochemical properties, visual inspection and standardized tests results, it was concluded that the studied polyurethane-based polymeric films applied on pretreated electrogalvanised steel provided a very effective protection against corrosion as a result of their excellent barrier properties.Fil: Di Sarli, A. R.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigación y Desarrollo En Tecnología de Pinturas (i); Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigación y Desarrollo En Tecnología de Pinturas (i); Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingenieria; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Tomachuk, C. R.. Energy and Nuclear Research Institute; Brasi

Anti-corrosion performance of Cr+6-free passivating layers applied on electrogalvanized steel

Hexavalent chromium-based passivation treatments have been successfully used as promoters of conversion coatings for many years. Their effectiveness is without question although there are many problems with regard to their environmental suitability. Hexavalent chromium compounds are carcinogenic and toxic. These problems have lead researchers to evaluate other potential systems, with lower toxicity, to ascertain if they can replace chromates as effective passivators. Researchers have proposed several alternative passivation treatments; these are processes based on molybdates, permanganates, titanates, rare earth metal and Cr3+ (considered to be non-carcinogenic) compounds. In this work, zinc coatings obtained from free-cyanide alkaline bath and submitted to a Cr3+ based passivation treatment with different colors were studied. The corrosion behavior was studied by polarization measurements and mainly by electrochemical impedance spectroscopy in 0.6 N NaCl solution. Morphological observations on the coatings surface were also performed. The results indicate that the green-colored Cr3+ passivated coatings have a good corrosion resistance followed by yellow and blue-colored passivation respectively. They could be a less polluting alternative to the traditional chromated coatingsFil: Tomachuk, Celia Regina. Energy and Nuclear Research Institute, IPEN/CNEN-SP, CCT, Sao Paulo; BrasilFil: Di Sarli, Alejandro Ramón. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentin

Effect of oxidizing concentration on the corrosion resistance of the cerium conversion coating on galvanized steel

Ce-based conversion films have been assessed as alternatives for replacement of Cr6+-based films,which have been forbidden for their toxicity and carcinogenic properties. However, corrosion protection associated with chromate films is difficult to achieve by other surface treatments. Experimental results have revealed that to obtain the highly satisfactory results provided by chromate-based conversion coatings, it is necessary to improve the anticorrosive properties of the new chromium-free coatings. The present work deals with the effect of the oxidant concentration in the cerium-based conversion baths on the corrosion resistance of the films deposited on galvanized steel. Electrogalvanized steel sheets were exposed to cerium chloride-based baths with different concentrations of oxidant for a minute. The surface of the treated samples was analyzed by XPS and SEM-EDXS, while its corrosion resistance was investigated using electrochemical tests (EIS) conducted in a 0.05 M NaCl solution and the impedance spectra evolution analyzed as a function of the exposure time. The results showed a direct relationship between oxidant concentration and corrosion resistance. When the oxidant concentration rose from2mL.L-1 to 12mL.L-1, the corrosion resistance increased about 5 times, and this was attributed to the decrease in the Ce3+/Ce4+ relationship of the conversion film.Fil: Culcasi, José Daniel. Universidad Nacional de La Plata; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata; ArgentinaFil: Di Sarli, Alejandro Ramón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Palomino, Luis. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Tomachuk, Celia Regina. Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares. San Pablo; BrasilFil: Costa, Ilda. Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares. San Pablo; Brasi

Voltammetry of microparticles in the differentiation of iron oxides and oxihydroxides

Con el propósito de implementar el uso de la técnica de voltamperometría de micropartículas en la caracterización de óxidos y oxihidróxidos de hierro de origen natural, en una primera etapa, se realizaron numerosas experiencias con muestras sintéticas de magnetita (Fe3O4), hematita (αFe2O3) y goethita ( αFeO.OH), según la metodología propuesta por Grygar (1995). Luego se efectuaron ensayos sobre muestras de minerales naturales y sedimentitas con alto contenido en óxidos y oxihidróxidos de hierro. Los análisis se realizaron sobre la muestra original y luego de tratarla a distintas temperaturas, esto último, a los fines de estimar la potencialidad del método en la detección de cambios de fase. Técnicas complementarias, tales como microscopía óptica, difractometría de rayos x y susceptibilidad magnética a bajas temperaturas, fueron utilizadas para evaluar la confiabilidad del método. En la presente contribución, se confirma que la técnica de voltamperometría de micropartículas es altamente sensible a la detección de especies débilmente magnéticas, como la hematita y la goethita (antiferromagnéticas) y en menor medida a las fuertemente magnéticas, como la magnetita (ferrimagnética). En virtud de esto, se considera que esta técnica es apropiada para estudios ambientales y puede ser relacionada con otras técnicas de magnetismo ambiental.In order to develop capacities which would make pos sible the voltammetry of microparticles to be applied in the characterization of natural iron oxides and oxihydroxides, a serie of measurements were performed on synthetic magnetite (Fe3O4), hematite ( αFe2O3) and goethita (αFeO.OH). To test the capability of the methodology known natural iron minerals and sedimentary rocks containing unknown iron minerals have also been included in the present contribution. The electrochemical analyses were carried out at RT and after heating in order to estimate the potential of the method for detection of phase changes. The reliability of the method was checked by applying complementary technologies as optic microscopy, Rx diffractometry and magnetic susceptibility at low temperature. The results obtained indicate that the method and technical recourses applied are suitable ones for making a differentiation of iron oxides and oxihydroxides. The sensibility of the voltammetry of microparticles is higher for differentiation of less magnetic compounds such as hematite and goethite than for ferrimagnetic minerals such as magnetite. This technique is an appropriated method for environmental studies and can be related with other techniques applied in environmental magnetism.Fil: Rico, Yamile. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación Tecnológica; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; ArgentinaFil: Bidegain, Juan Carlos. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación Tecnológica; Argentin

Corrosion Performance of Conversion Treatments for Electrogalvanised Steel Sheet

Chromate conversion treatments have been widely used due to their excellent corrosion resistance properties; however, their use is increasingly restricted because of the highly toxic chromic acid solutions required, with consequent effluent disposal and ecological problems. The removal of these toxic chemicals is considered a priority within most of the developed countries. In this work, the corrosion resistance of different alternative pretreatments applied on electrogalvanised steel sheet: 1) Cr(III) and Zr complexes layer, 2) Ce(III) layer, 3) Ce(III)/Ce(IV) double layer, 4) Cr(VI) chromating was investigated, and its results compared with those from the tests performed using bare electrogalvanized steel sheets as a substrate. These samples were exposed to aerated 0.05 mol/L NaCl or 0.1 mol/L Na2SO4 solutions. The electrochemical behavior of samples was studied by electrochemical techniques. For three days of immersion in the solution test, the experimental results have shown that, compared with the Cr(VI) protective properties, the Cr(III) + Zr complex layer presented similar performance. Even though the initial corrosion resistance was offered by the Ce(III) and Ce(VI)/Ce(III) conversion coatings was relatively good, it quickly decreased as a function of the exposure time.Fil: Di Sarli, Alejandro Ramón. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; ArgentinaFil: Elsner, Cecilia Ines. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Palomino, L. E. M.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Tomachuk, C. R.. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones en Tecnología de Pinturas; Argentin

evaluation of Zn-Cr(III)-organic coating by electrochemical impedance spectroscopy

O controle da corrosão de aço eletrogalvanizado empregando soluções à base de sais de Cr VI é amplamente conhecido e estudado. No entanto, pesquisadores vêm buscando alternativas para substituir estes sais já que diretrizes ambientais e industriais exigem que sejam banidos. Os revestimentos de conversão à base de Cr III têm mostrado um desempenho compatível aos baseados em Cr VI. Neste trabalho são utilizadas medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) em NaCl 0,05 mol/L e em Na2 SO4 0,1 mol/L, durante o tempo de imersão, para avaliar a resistência à corrosão de aço eletrogalvanizado revestido com tratamento à base de Cr III e pintado com três diferentes revestimentos orgânicos. Os revestimentos orgânicos sãocaracterizados por sua adesão. Os resultados mostram um comportamento semelhante para os três revestimentos e, apesar de uma segunda constante de tempo ter sido observada nos ajustes de EIE, os valores de R2 indicam uma baixa velocidade de corrosão. O sistema Zn – Cr III – revestimento orgânico é compatível ao sistema Zn – Cr VI – revestimento orgânico, para o período de imersão considerado.Corrosion control of electrogalvanized steel employing Cr VI based treatments is widely known and studied. However, researchers have been trying to find out alternatives to replace these salts once they must be banned in accord to environmental and industrial guidelines. Cr III – based conversion coatings have shown performance compatible to Cr VI – based treatments. In this work, EIS measurements are performed in NaCl 0,05 mol/L and Na2 SO4 0,1 mol/L, during the immersion time, to evaluate the corrosion resistance of electrogalvanized steel passivated with Cr III – based conversion treatment and painted with three different organic coatings. The organic coatings are characterized by their adherence. The results show a similar behavior for the three coatings and, despite a second constant time has been pointed by the EIS fitting, the R2 values indicate a low corrosion rate. The system Zn – Cr III – organic coating is compatible to the system Zn – Cr VI – organic coating, for the immersion period considered.Fil: Queiroz, Fernanda Martins. Centro de Ciências e Tecnologia de Materiais; BrasilFil: Elsner, Cecilia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigación y Desarrollo En Tecnología de Pinturas (i); Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Tomachuk, Celia Regina. Centro de Ciências e Tecnologia de Materiais; BrasilFil: Di Sarli, Alejandro Ramón. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Costa, Isolda. Centro de Ciências e Tecnologia de Materiais; Brasi