Secondary dendrite arm spacing and solute redistribution effects on the corrosion resistance of Al–10wt% Sn and Al–20wt% Zn alloys

Osório, Wislei R.; Spinelli, José Eduardo; Cheung, Noé; Garcia, Amauri

doi:10.1016/j.msea.2006.01.058

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“…A lower equilibrium potential was measured for the samples prepared above the potentials of − 1.8 V (E 0 = − 1.38 V) in comparison with the ones prepared under potentials of − 1.7 V (E 0 = − 1.395 V) and the bulk sample (E 0 = − 1.41 V). Osório et al 30 presented the results of corrosion rates Hyper-dendritic nanoporous zinc foam anodes M Chamoun et al as a function of secondary arm spacing for zinc alloys. They concluded that a shorter secondary dendrite arm spacing resulted in an increased amount of hydrogen evolved at equilibrium states for zinc alloys.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Hyper-dendritic nanoporous zinc foam anodes

et al. 2015

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The low cost, significant reduction potential and relative safety of the zinc electrode is a common hope for a reductant in secondary batteries, but it is limited mainly to primary implementation due to shape change. In this work, we exploit such shape change for the benefit of static electrodes through the electrodeposition of hyper-dendritic nanoporous zinc foam. Electrodeposition of zinc foam resulted in nanoparticles formed on secondary dendrites in a three-dimensional network with a particle size distribution of 54.1-96.0 nm. The nanoporous zinc foam contributed to highly oriented crystals, high surface area and more rapid kinetics in contrast to conventional zinc in alkaline mediums. The anode material presented had a utilization of 88% at full depth-of-discharge (DOD) at various rates indicating a superb rate capability. The rechargeability of Zn 0 /Zn 2+ showed significant capacity retention over 100 cycles at a 40% DOD to ensure that the dendritic core structure was imperforated. The dendritic architecture was densified upon charge-discharge cycling and presented superior performance compared with bulk zinc electrodes.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Hyper-dendritic nanoporous zinc foam anodes

et al. 2015

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“…Sabe-se que tanto a formação macroestrutural, quanto a microestrutural das morfologias na condição de fundido afetam as propriedades mecânicas e resistência à corrosão [13][14][15][16][17]. Reportou-se recentemente que macroestrutura de metais puros [18] e microestruturas de ligas binárias de alumínio na condição de fundido apresentam efeitos sobre a resistência à corrosão [19][20][21]. Concluiu-se assim que a resistência à corrosão depende fortemente da taxa de resfriamento imposta no processo de solidificação, que afeta a distribuição de soluto e a formação dos espaçamentos dendríticos.…”

Section: Figuraunclassified

“…Depende também do comportamento eletroquímico anódico ou catódico dos elementos que ora são solutos, ora solventes. Isto é, ora um elemento está na matriz dendrítica, ora está no interdendrítico [19][20][21].…”

Section: Figuraunclassified

A influência da microestrutura da liga Pb-0,85%Sb em seu comportamento eletroquímico

2008

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RESUMOO presente trabalho analisa os efeitos da taxa de resfriamento no crescimento celular da liga Pb-0,85%Sb e avalia a influência do tamanho das células e perfil de macrosegregação na resistência à corrosão. No sentido de se obter amostras brutas de solidificação foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional refrigerado à água. Esse tipo de dispositivo, em função da ampla faixa de taxas de resfriamento que possibilita alcançar, permitiu a formação de microestruturas celulares com diferente grau de refino. Os aspectos microestruturais resultantes foram caracterizados por microscopia ótica e eletrônica. Amostras com diferentes aspectos microestruturais foram submetidas a testes de espectroscopia de impedância eletroquímica em uma solução 0,5M de H 2 SO 4 à temperatura de 25˚C e também analisadas pela técnica de extrapolação de Tafel para avaliação da resistência à corrosão. Os resultados mostraram que a densidade de corrente corrosão diminui com o aumento dos espaçamentos celulares. Esses resultados podem ser utilizados na programação prévia da microestrutura como uma forma de produzir componentes fundidos de ligas Pb-Sb, como placas de baterias, com melhor resistência à corrosão.Palavras chaves: liga Pb-Sb, solidificação direcional, microestrutura celular, comportamento eletroquímico. Microstructural influence of Pb-0.85wt%Sb casting alloy on its electrochemical behavior ABSTRACTThe aim of this study was to examine the effect of cooling rate on the cellular growth of a Pb-0.85wt%Sb alloy and to evaluate the influences of cell size and of the corresponding macrosegregation profile on the resultant corrosion behavior. In order to obtain the as-cast samples a water-cooled unidirectional solidification system was used. Such experimental set-up has permitted the development of a clear cellular structural array even for relative high cooling rates and has allowed a wide range of solidification conditions to be analyzed. Microstructural aspects along the casting were characterized by optical microscopy and SEM techniques. The electrochemical impedance spectroscopy technique and potentiodynamic curves (Tafel extrapolation) were used to analyze the corrosion resistance of samples collected along the casting length and immersed in a 0.5M H 2 SO 4 solution at 25ºC. It was found that the corrosion current density decreases with increasing cell spacing and that the pre-programming of microstructure cell size can be used as an alternative way to produce as-cast components of Pb-Sb alloys, such as battery grids, with better corrosion resistance.

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“…Como reportado em literatura [20][21][22][23][24] E + Al 2 Cu) na região interdendrítica pelas regiões escuras. A mistura eutética nucleia de modo cooperativo e alternativo durante o crescimento e ficam localizados entre os braços dendríticos.…”

Section: Figuraunclassified

“…As morfologias macro e microestruturais apresentam forte influência na resistência à corrosão [11-14 15-16] e também de microestruturas de ligas de alumínio [16][17][18][19][20][21]. Verificou-se que a tendência de melhora da resistência à corrosão depende da taxa de resfriamento imposta durante a solidificação, que afeta no tamanho dos braços dendríticos, na redistribuição de soluto, e no comportamento eletroquímico do soluto e solvente dependendo de como são distribuídos.…”

unclassified

A influência da macrosegregação e da variação dos espaçamentos dendríticos na resistência à corrosão da liga Al-4,5%Cu

et al. 2008

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RESUMOO objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento eletroquímico da liga Al-4,5%Cu solidificada em condições de fluxo de calor transitório. Esta evolução foi realizada através de análises de curvas de polarização e testes de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), em solução de 0,5M de NaCl à 25°C. O perfil de segregação obtido no experimento de solidificação foi caracterizado por segregação positiva e negativa de cobre, respectivamente, na base e no topo da amostra. Igualmente, na prática de fundição convencional, em um mesmo lingote podem ocorrer regiões de segregação de cobre positiva e negativa. O lingote pode apresentar diferentes respostas à corrosão em diferentes partes, como função do arranjo microestrutural. As influências na resistência à corrosão da redistribuição do soluto durante a solidificação, a magnitude dos espaçamentos dendríticos e a distribuição das partículas da fase rica em Al e Al 2 Cu ao longo do lingote, foram examinadas com coleta de amostras ao longo do lingote. A taxa de corrosão e parâmetros de impedância (obtidos de uma análise de circuito equivalente) são também discutidos.Palavras-chaves: macrosegregação positiva e negativa, liga Al-4,5wt%Cu, Al 2 Cu, resistência à corrosão e comportamento eletroquímico.The influence of macrosegregation and dendritic arm spacings variation on corrosion resistance of the Al-4.5wt%Cu alloy ABSTRACTThe purpose of this work was to evaluate the electrochemical behavior of an Al-4.5wt%Cu alloy solidified under unsteady-state heat flow conditions. This evaluation was carried out through the analysis of both potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests in a 0.5 M NaCl solution at 25ºC. The experimental segregation profile obtained in the solidification experiment was characterized by positive and negative copper content regions at the bottom and the top of the casting, respectively. Likewise, in conventional foundry practice, in a same casting both positive and negative copper segregation regions may occur. Such casting can exhibit different corrosion responses at different locations. The influences of solute redistribution during solidification, the magnitude of dendritic spacing and hence of the Al-rich phase and of Al2Cu particles distribution along the casting on the corrosion resistance, were examined in samples collected along the casting length. The corrosion rate and impedance parameters (obtained from an equivalent circuit analysis) are also discussed.Keywords: Positive and negative macrosegregation, Al-4.5wt% Cu Alloy, Al 2 Cu, corrosion resistance and electrochemical behavior. INTRODUÇÃOAs propriedades mecânicas das ligas Al-Cu dependem do conteúdo de cobre. O cobre é adicionado às ligas de alumínio para aumentar sua resistência mecânica, dureza, resistência à fadiga e usinabilidade. As primeiras e mais utilizadas ligas de alumínio são aquelas contendo entre 4 a 10% Cu, em peso. Entretanto, dentre as principais ligas de alumínio, as ligas Al-Cu apresentam o menor potencial negati...

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Secondary dendrite arm spacing and solute redistribution effects on the corrosion resistance of Al–10wt% Sn and Al–20wt% Zn alloys

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Hyper-dendritic nanoporous zinc foam anodes

Hyper-dendritic nanoporous zinc foam anodes

A influência da microestrutura da liga Pb-0,85%Sb em seu comportamento eletroquímico

A influência da macrosegregação e da variação dos espaçamentos dendríticos na resistência à corrosão da liga Al-4,5%Cu

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