Corrosion inhibition of copper and its alloys in simulated seawater using tetrazole derivatives /
Sara Aly Mahdy Mohamed,
Corrosion inhibition of copper and its alloys in simulated seawater using tetrazole derivatives / تثبيط تآكل النحاس وسبائكه في مياه بحر محاكاه باستخدام مشتقات التيترازول by Sara Aly Mahdy Mohamed ; Supervisors Prof. Dr. Rabab El-Sherif Prof. Dr. Soha Ali Abdel-Gawad , Prof. Dr. Ibrahim Mohamed Ghayad - 42 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 10-12.
The corrosion inhibition of copper and its alloys in seawater using organic inhibitors has received much interest. Electrochemical techniques were used to evaluate the effectiveness of 5-phenyl-1H-tetrazole (PTAH), 5-(4-pyridyl)-1H-tetrazole (PyTAH), 5-Mercapto-1-methyltetrazole (MTAH) and 5-Aminotetrazole (ATAH) as corrosion inhibitors on copper and commercial brass in simulated seawater with 3.5% NaCl. Results showed that ATAH and PTAH are more effective than the others in both copper and brass. The inhibition efficiency of all inhibitors increased as inhibitor concentrations increase. EDS, SEM and XPS techniques were used to investigate the sample surfaces. According to the Langmuir adsorption isotherm, the inhibitors physicochemically adsorb on the sample surface. On the other hand, the Arrhenius plot showed a considerable jump in the corrosion activation energy when the inhibitors were present, proving the inhibitors' efficiency in preventing corrosion on copper and brass surfaces. تتكون الرسالة من ورقتين بحثيتين. تتعمق الورقة الأولى في تقييم تثبيط التآكل لكل من النحاس الاليكتروليتي (بنقاوة 99.99%بالوزن) و النحاس الاصفر التجاري يتكون من (61.76% نحاس بالوزن، 36.28% زنك بالوزن ،1.13%الومينيوم
بالوزن، 0.4% حديد بالوزن ،0.43 % نيكل بالوزن) .
وذلك باستخدام (5-فينيل-1-H-تيترازول و5-(4-بيريديل) -1H-تيترازول) وكلاهما مصدره سيجما-ألدريتش. بالنسبة لمحلول 5-فينيل-1-H-تيترازول، تم تحضير خليط في محلول هيدروكسيد الصوديوم 1 مولار يحتوي على 3.5% كلوريد الصوديوم وتم ضبطه إلى الرقم الهيدروجيني 7 باستخدام حمض الكبريتيك المخفف. من ناحية أخرى، تم إذابة 5-(4-بيريديل)-1H-تيترازول في محلول ملحي لتحقيق التركيزات المطلوبة. تم استخدام المثبطات قيد البحث بتركيزات مختلفة تتراوح من 0.001 م إلى 0.01 م. تم تصنيع العينات على شكل قرص من النحاس الإلكترو ليتي والنحاس الأصفر التجاري، ويبلغ قطر كل منها 1.5 سم. قبل التجريب، خضعت العينات لعملية تلميع باستخدام صفائح مختلفة من كربيد السيليكون (تتراوح من 400 إلى 2400 درجة) للوصول إلى سطح عاكس. بعد التلميع، تم شطف العينات بدقة بالماء المقطر وتركت لتجف في الهواء. ثم تم استخدام خلية ثلاثية الأقطاب، بما في ذلك قطب الكالوميل المشبع كمرجع، وصفيحة بلاتينية كقطب مساعد، وإما عينات من النحاس أو النحاس الأصفر التجاري كقطب كهربائي عامل، مع تعريض جانب واحد من العينات لمحلول الاختبار، مما يغطي مساحة 0.785 سم². قبل البدء في قياسات الجهد الديناميكي، تم ترك العينات لفترة تثبيت مدتها 30 دقيقة لقياس جهد الدائرة المفتوحة. استخدم التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية سعة اضطراب تبلغ 10 مللي فولت عبر ترددات تتراوح من 0.01 هرتز إلى 65 كيلو هرتز. تم مسح منحنيات الاستقطاب الديناميكي الجهدي من 0.3 فولت تحت احتمال التآكل إلى 1 فولت فوق احتمال التآكل، بمعدل مسح قدره 1 مللي فولت في الثانية. أجريت جميع التجارب في درجة حرارة الغرفة، مع التحكم المحتمل الذي تتم إدارته بواسطة جهاز قياس الجهد المحوسب (Auto Lab PG STAT 30). تم غمر عينات النحاس والنحاس الأصفر التجاري في مياه البحر المحاكية مع أو بدون مثبطات لمدة 60 دقيقة. بعد ذلك، تم شطف العينات وتركها حتى تجف. تم تحليل مورفولوجيات العينة باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية (Fe-SEM)، طراز JOEL JSM-6700F. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص تركيبة منتجات التآكل باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية الضوئية (XPS، Thermo Scientific) مع إشعاع AlKα أحادي اللون.
في الورقة الثانية، بحثت الدراسة في خصائص تثبيط التآكل لـ 5-ميركابتو-1-ميثيل تيترازول و5-أمينوتيترازول، وكلاهما من سيجما ألدريتش، على النحاس التجاري (يتكون من 61.76% بالوزن نحاس، 36.28% بالوزن زنك، 1.13 بالوزن .%الوومينيوم، 0.4% حديد بالوزن ، و0.43 نيكل بالوزن) والنحاس الإلكتروليتي (بنقاوة 99.99 بالوزن%). تم إذابة كلا المثبطين في محلول ملحي بتركيزات مختلفة (0.001، 0.0025، 0.005، و 0.01 م). تم تحضير عينات على شكل قرص، يبلغ قطر كل منها 1.5 سم²، من النحاس الإلكتروليتي والنحاس التجاري. خضعت العينات للتلميع المستمر باستخدام أوراق كربيد السيليكون حتى 2400 درجة للحصول على جودة سطح تشبه المرآة. بعد التنظيف الشامل بالماء المقطر، تم ترك العينات لتجف في الهواء. عند تثبيت العينات المصقولة في خلية التآكل، تم تعريض مساحة قدرها 0.785 سم2 لسائل الاختبار. تم قياس جهد الدائرة المفتوحة للقطب العامل مع وبدون مثبطات التآكل باستخدام خلية ثلاثية الأقطاب القياسية. في هذا الإعداد، كانت الأقطاب الكهربائية المرجعية والمساعدة أقطاب الكالوميل المشبعة وصفائح البلاتين، على التوالي. قبل البدء في قياسات الجهد الديناميكي، تم ترك العينات لفترة تثبيت مدتها 30 دقيقة لقياس جهد الدائرة المفتوحة. لتقييم تآكل عينات النحاس والنحاس الأصفر، تم استخدام التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية مع أو بدون مثبطات التآكل. شملت هذه التحقيقات نطاق تردد من 0.01 هرتز إلى 65 كيلو هرتز وتم إجراؤها في درجة حرارة الغرفة. كانت إشارة الجهد الجيبية المستخدمة بسعة 10 مللي فولت. تم تغيير الجهد باستخدام منظم الجهد الآلي (Auto Lab PG STAT 30). تم إنشاء منحنيات الاستقطاب الديناميكي الجهدي عن طريق مسح الإمكانات من -0.3 فولت تحت جهد التآكل إلى 1 فولت فوق جهد التآكل، بمعدل مسح قدره 1مللي فولت في الثانية. لفحص و تحليل مورفولوجيات العينة تم غمر عينات النحاس والنحاس الأصفر في مياه البحرالمحاكاه، مع أو بدون مثبطات، لمدة 60 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. بعد الغمر، تم شطف العينات وتجفيفها. تم بعد ذلك تحليل مورفولوجيات العينة باستخدام نموذج المجهر الإلكتروني الماسح بالانبعاث الميداني JOEL، JSM-6700F.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Physical Chemistry
الكيمياء الفيزيائية
Electrochemistry Corrosion Inhibition Inhibitors Tetrazole derivatives Copper Commercial brass Characterization EIS Polarization
541
Corrosion inhibition of copper and its alloys in simulated seawater using tetrazole derivatives / تثبيط تآكل النحاس وسبائكه في مياه بحر محاكاه باستخدام مشتقات التيترازول by Sara Aly Mahdy Mohamed ; Supervisors Prof. Dr. Rabab El-Sherif Prof. Dr. Soha Ali Abdel-Gawad , Prof. Dr. Ibrahim Mohamed Ghayad - 42 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 10-12.
The corrosion inhibition of copper and its alloys in seawater using organic inhibitors has received much interest. Electrochemical techniques were used to evaluate the effectiveness of 5-phenyl-1H-tetrazole (PTAH), 5-(4-pyridyl)-1H-tetrazole (PyTAH), 5-Mercapto-1-methyltetrazole (MTAH) and 5-Aminotetrazole (ATAH) as corrosion inhibitors on copper and commercial brass in simulated seawater with 3.5% NaCl. Results showed that ATAH and PTAH are more effective than the others in both copper and brass. The inhibition efficiency of all inhibitors increased as inhibitor concentrations increase. EDS, SEM and XPS techniques were used to investigate the sample surfaces. According to the Langmuir adsorption isotherm, the inhibitors physicochemically adsorb on the sample surface. On the other hand, the Arrhenius plot showed a considerable jump in the corrosion activation energy when the inhibitors were present, proving the inhibitors' efficiency in preventing corrosion on copper and brass surfaces. تتكون الرسالة من ورقتين بحثيتين. تتعمق الورقة الأولى في تقييم تثبيط التآكل لكل من النحاس الاليكتروليتي (بنقاوة 99.99%بالوزن) و النحاس الاصفر التجاري يتكون من (61.76% نحاس بالوزن، 36.28% زنك بالوزن ،1.13%الومينيوم
بالوزن، 0.4% حديد بالوزن ،0.43 % نيكل بالوزن) .
وذلك باستخدام (5-فينيل-1-H-تيترازول و5-(4-بيريديل) -1H-تيترازول) وكلاهما مصدره سيجما-ألدريتش. بالنسبة لمحلول 5-فينيل-1-H-تيترازول، تم تحضير خليط في محلول هيدروكسيد الصوديوم 1 مولار يحتوي على 3.5% كلوريد الصوديوم وتم ضبطه إلى الرقم الهيدروجيني 7 باستخدام حمض الكبريتيك المخفف. من ناحية أخرى، تم إذابة 5-(4-بيريديل)-1H-تيترازول في محلول ملحي لتحقيق التركيزات المطلوبة. تم استخدام المثبطات قيد البحث بتركيزات مختلفة تتراوح من 0.001 م إلى 0.01 م. تم تصنيع العينات على شكل قرص من النحاس الإلكترو ليتي والنحاس الأصفر التجاري، ويبلغ قطر كل منها 1.5 سم. قبل التجريب، خضعت العينات لعملية تلميع باستخدام صفائح مختلفة من كربيد السيليكون (تتراوح من 400 إلى 2400 درجة) للوصول إلى سطح عاكس. بعد التلميع، تم شطف العينات بدقة بالماء المقطر وتركت لتجف في الهواء. ثم تم استخدام خلية ثلاثية الأقطاب، بما في ذلك قطب الكالوميل المشبع كمرجع، وصفيحة بلاتينية كقطب مساعد، وإما عينات من النحاس أو النحاس الأصفر التجاري كقطب كهربائي عامل، مع تعريض جانب واحد من العينات لمحلول الاختبار، مما يغطي مساحة 0.785 سم². قبل البدء في قياسات الجهد الديناميكي، تم ترك العينات لفترة تثبيت مدتها 30 دقيقة لقياس جهد الدائرة المفتوحة. استخدم التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية سعة اضطراب تبلغ 10 مللي فولت عبر ترددات تتراوح من 0.01 هرتز إلى 65 كيلو هرتز. تم مسح منحنيات الاستقطاب الديناميكي الجهدي من 0.3 فولت تحت احتمال التآكل إلى 1 فولت فوق احتمال التآكل، بمعدل مسح قدره 1 مللي فولت في الثانية. أجريت جميع التجارب في درجة حرارة الغرفة، مع التحكم المحتمل الذي تتم إدارته بواسطة جهاز قياس الجهد المحوسب (Auto Lab PG STAT 30). تم غمر عينات النحاس والنحاس الأصفر التجاري في مياه البحر المحاكية مع أو بدون مثبطات لمدة 60 دقيقة. بعد ذلك، تم شطف العينات وتركها حتى تجف. تم تحليل مورفولوجيات العينة باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية (Fe-SEM)، طراز JOEL JSM-6700F. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص تركيبة منتجات التآكل باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية الضوئية (XPS، Thermo Scientific) مع إشعاع AlKα أحادي اللون.
في الورقة الثانية، بحثت الدراسة في خصائص تثبيط التآكل لـ 5-ميركابتو-1-ميثيل تيترازول و5-أمينوتيترازول، وكلاهما من سيجما ألدريتش، على النحاس التجاري (يتكون من 61.76% بالوزن نحاس، 36.28% بالوزن زنك، 1.13 بالوزن .%الوومينيوم، 0.4% حديد بالوزن ، و0.43 نيكل بالوزن) والنحاس الإلكتروليتي (بنقاوة 99.99 بالوزن%). تم إذابة كلا المثبطين في محلول ملحي بتركيزات مختلفة (0.001، 0.0025، 0.005، و 0.01 م). تم تحضير عينات على شكل قرص، يبلغ قطر كل منها 1.5 سم²، من النحاس الإلكتروليتي والنحاس التجاري. خضعت العينات للتلميع المستمر باستخدام أوراق كربيد السيليكون حتى 2400 درجة للحصول على جودة سطح تشبه المرآة. بعد التنظيف الشامل بالماء المقطر، تم ترك العينات لتجف في الهواء. عند تثبيت العينات المصقولة في خلية التآكل، تم تعريض مساحة قدرها 0.785 سم2 لسائل الاختبار. تم قياس جهد الدائرة المفتوحة للقطب العامل مع وبدون مثبطات التآكل باستخدام خلية ثلاثية الأقطاب القياسية. في هذا الإعداد، كانت الأقطاب الكهربائية المرجعية والمساعدة أقطاب الكالوميل المشبعة وصفائح البلاتين، على التوالي. قبل البدء في قياسات الجهد الديناميكي، تم ترك العينات لفترة تثبيت مدتها 30 دقيقة لقياس جهد الدائرة المفتوحة. لتقييم تآكل عينات النحاس والنحاس الأصفر، تم استخدام التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية مع أو بدون مثبطات التآكل. شملت هذه التحقيقات نطاق تردد من 0.01 هرتز إلى 65 كيلو هرتز وتم إجراؤها في درجة حرارة الغرفة. كانت إشارة الجهد الجيبية المستخدمة بسعة 10 مللي فولت. تم تغيير الجهد باستخدام منظم الجهد الآلي (Auto Lab PG STAT 30). تم إنشاء منحنيات الاستقطاب الديناميكي الجهدي عن طريق مسح الإمكانات من -0.3 فولت تحت جهد التآكل إلى 1 فولت فوق جهد التآكل، بمعدل مسح قدره 1مللي فولت في الثانية. لفحص و تحليل مورفولوجيات العينة تم غمر عينات النحاس والنحاس الأصفر في مياه البحرالمحاكاه، مع أو بدون مثبطات، لمدة 60 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. بعد الغمر، تم شطف العينات وتجفيفها. تم بعد ذلك تحليل مورفولوجيات العينة باستخدام نموذج المجهر الإلكتروني الماسح بالانبعاث الميداني JOEL، JSM-6700F.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Physical Chemistry
الكيمياء الفيزيائية
Electrochemistry Corrosion Inhibition Inhibitors Tetrazole derivatives Copper Commercial brass Characterization EIS Polarization
541