TS. Phạm Thị Năm và nhóm nghiên cứu Viện Kỹ thuật nhiệt đới gần đây đã chế tạo thành công hệ bảo vệ đa lớp cho nền thép trên cơ sở kẽm và hợp kim kẽm để thay thế lớp mạ Cd độc hại, ô nhiễm môi trường trong nghiên cứu của nhóm về: “Nghiên cứu chế tạo hệ bảo vệ đa lớp cho thép trên cơ sở kẽm và hợp kim kẽm” (Mã số: QTBG01.02/20-21). Nhiệm vụ được Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm KHCNVN xếp loại xuất sắc.

Ăn mòn là hiện tượng nguy hiểm và gây tổn hại lớn đến nền kinh tế các quốc gia. Hiện tượng nguy hiểm này có thể ảnh hưởng đến các cơ sở năng lượng, đường ống, cầu, tòa nhà, hệ thống cấp thoát nước cũng như các dự án cơ sở hạ tầng lớn khác. Vấn đề bảo vệ chống ăn mòn là hiện tượng toàn cầu và được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu. Một trong các biện pháp khắc phục ăn mòn hiệu quả nhất đó là tạo ra các lớp phủ có khả năng bảo vệ chống ăn mòn cao và có độ chịu mài mòn tốt.

Các kết quả nghiên cứu tại Việt Nam đã tiếp cận được vấn đề, tuy nhiên các kết quả nghiên cứu này mới chỉ dừng ở mức độ khảo sát, thử nghiệm trong qui mô phòng thí nghiệm. Việc kiểm soát quy trình công nghệ mạ nhằm đạt được sản phẩm có độ bền cao như mong muốn tiến tới đưa vào triển khai ứng dụng trong thực tế đang còn gặp nhiều khó khăn. Vì vậy, việc thực hiện hợp tác nghiên cứu nhiệm vụ góp phần thúc đẩy quá trình kiểm soát chống ăn mòn cho các vật liệu công trình kết cấu sắt thép, các chi tiết thiết bị máy trong ngành quốc phòng, công nghiệp ô tô, xe máy, hàng không... Đồng thời góp phần phát triển, đa dạng hóa các sản phẩm mạ, dung dịch mạ thân thiện môi trường và đặc biệt có thể làm chủ được công nghệ mạ để nhanh chóng ứng dụng sản phẩm vào thực tế, hạn chế tình trạng nhập khẩu mà hiện nay các công ty nhập khẩu về Việt Nam toàn bộ dung dịch mạ với giá thành rất cao.

Đồng thời, việc hợp tác nghiên cứu với GS.TS. Nikolai Boshkov, Viện Vật lý, Bulgari, đã có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực chế tạo lớp mạ hợp kim ứng dụng trong bảo vệ chống ăn mòn cho kim loại, sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu chế tạo lớp mạ đa lớp bằng phương pháp điện hóa và đánh giá toàn diện về đặc trưng tính chất cũng như khả năng bảo vệ chống ăn mòn cho thép cacbon của lớp mạ hợp kim Zn. Ngoài những kết quả nghiên cứu thu được, nhiệm vụ hợp tác còn góp phần nâng cao năng lực của nhóm nghiên cứu nhờ tiếp cận với các chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực chuyên môn.

Mục tiêu chính của đề tài là chế tạo thành công lớp mạ đa lớp có khả năng bảo vệ chống ăn mòn cho nền thép trên cơ sở kẽm và hợp kim kẽm để thay thế lớp mạ Cd độc hại, ô nhiễm môi trường. Trong khuôn khổ nghiên cứu, nhóm đã chế tạo được lớp mạ đa lớp ZnNi/Zn; ZnNiSi/ZnNi/Zn trên nền thép CT3 bằng phương pháp kết tủa điện hóa. Tính chất đặc trưng cũng như khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp mạ được đánh giá bằng phương pháp hiện đại: XRD, EDX, EIS, phân cực Tafel... Đặc biệt khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp mạ được đánh giá bằng phương pháp phun mù muối trong môi trường muối NaCl 5% theo thời gian thử nghiệm.

Đường cong phân cực dạng logarit của lớp mạ Zn, ZnNi/Zn, ZnNiSi/ZnNi/Zn trên nền thép CT3 trong dung dịch muối NaCl 5%

Kết quả đánh giá khả năng ăn mòn của lớp mạ ZnNiSi/ZnNi/Zn cho thấy lớp mạ ZnNiSi/ZnNi/Zn bền ăn mòn với giá trị mật độ dòng ăn mòn thấp (6,753×10-6 A/cm2) và thời gian xuất hiện gỉ đỏ sau 336 giờ phun muối. Lớp mạ ZnNiSi/ZnNi/Zn chế tạo được có triển vọng ứng dụng trong thực tế để bảo vệ nền thép.

Hình ảnh thử nghiệm gia tốc trong tủ mù muối sau 336 giờ thử nghiệm

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, nhiệm vụ đã công bố 01 bài báo khoa học trên tạp chí khoa học quốc tế Bulgarian Chemical Communications (Scopus).

Thông qua nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu đã hợp tác nghiên cứu với Viện Hóa Lý, Viện Hàn lâm Khoa học Bulgaria nhằm nâng cao trình độ trong chế tạo lớp mạ đa lớp. Với những kết quả đã đạt được, nhóm mong muốn tiếp tục được đầu tư nghiên cứu phát triển hợp tác với các đối tác nước ngoài trong nghiên cứu, chế tạo lớp mạ đa lớp để hoàn thiện sản phẩm trong tương lai.

Nguồn tin: vast.gov.vn