Protective composite fluoropolymer-containing coatings on ST3 steel formed using cold gas-dynamic spraying technology

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents the results of studying the coatings formed using different methods by means of cold gas-dynamic spraying (CS) on the surface of structural steel St3. Various methods for forming protective polymer-containing coatings are proposed. The composition and morphology of the protective layers are studied using the SEM–EDS analysis method. The anticorrosive properties of the coated samples were studied using the electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization method during exposure to 3.5 wt.% NaCl solution. It is shown that the inclusion of superdispersed polytetrafluoroethylene (SPTFE) in the coating increases the corrosion resistance of the base copper-zinc layer. The best anticorrosive properties were established for a sample with a basic Cu-Zn CS layer annealed at 500 °C for 1 h, followed by SPTFE treatment and repeated annealing at 350 °C for 1 h. The obtained results indicate that polymer-containing coatings formed by the CS method effectively increase the protective properties of the treated material.

About the authors

A. S. Gnedenkov

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: asgnedenkov@mail.ru
Vladivostok, Russia

A. D. Nomerovskii

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: asgnedenkov@mail.ru
Vladivostok, Russia

A. K. Tsvetnikov

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: asgnedenkov@mail.ru
Vladivostok, Russia

S. L. Sinebryukhov

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: asgnedenkov@mail.ru
Vladivostok, Russia

V. M. Buznik

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: asgnedenkov@mail.ru
Vladivostok, Russia

S. V. Gnedenkov

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: asgnedenkov@mail.ru
Vladivostok, Russia

References

  1. Avdeev Y.G., Nenasheva T.A., Luchkin A.Yu., Marshakov A.I., Kuznetsov Yu.I. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2024. V. 18. № 1. P. 111.
  2. Adasooriya N.D., Hemmingsen T., Pavlou D. // Corros. Rev. 2020. V. 38. № 1. P. 49.
  3. Li P., Du M. // Corros. Commun. 2022. V. 7. P. 23.
  4. Zhang W., Yang, S., Geng W., Hu Q., Zhou L. // Mater. Chem. Phys. 2022. V. 288. P. 126409.
  5. Tahri W., Hu, X., Shi C., Zhang Z. // Constr. Build. Mater. 2021. V. 293. P. 123484.
  6. Zhang Y., Yuan R., Yang J., Xiao D., Luo D. et al. // J. Mater. Res. Technol. 2022. V. 20. P. 4077.
  7. Lazorenko G., Kasprzhitskii A., Nazdracheva T. // Constr. Build. Mater. 2021. V. 288. P. 123115.
  8. Karattu V.K., Peringattu K.T., Jayakumar N., Gopalan N.K. // ACS Omega. 2019. V. 4. № 6. P. 10176.
  9. Liao B., Luo Z., Wan S., Chen L. // J. Ind. Eng. Chem. 2022. V. 117. P. 238.
  10. Wang X., Lei Y., Jiang Z.N., Zhang Q.H., Li Y.Y. et al. // Ind. Crops Prod. (China). 2022. V. 188. P. 115680.
  11. Chowdhury M.F.W., Tapia-Bastidas C.V., Hoschke J., Venezuela J., Atrens A. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2025. V. 102. P. 181.
  12. Mashtalyar D.V., Nadaraia K.V., Imshinetskiy I.M., Sinebryukhov S.L., Gnedenkov S.V. // J. Magnesium Alloys (China). 2022. V. 10. № 4. P. 1033.
  13. Parchovianská I., Parchovianský M., Kaňková H., Nowicka A., Galusek D. // Materials (Basel). 2021. V. 14. № 24. P. 7777.
  14. Li L., Huang Y., Tang W., Zhang Y., Qian L. // Polymers (Basel). 2022. V. 14. № 18. P. 3722.
  15. Makarychev Y.B., Gladkikh N.A., Redkina G.V., Grafov O.Yu., Aliev A.D. et al. // Materials (Basel). 2022. V. 15. № 7. P. 2418.
  16. Gnedenkov A.S., Mei D., Lamaka S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Vyaliy I.E., Zheludkevich M.L., Gnedenkov S.V. // Corros. Sci. 2020. V. 170. P. 108689.
  17. Attaei M., Taryba M.G., Shakoor R.A., Kahraman R., Marques A.C. et al. // Corros. Sci. 2022. V. 198. P. 110162.
  18. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Filonina V.S., Plekhova N.G., Gnedenkov S.V. // J. Magnesium Alloys (China). 2022. V. 10. № 12. P. 3589.
  19. Ferkous H., Delimi A., Kahlouche A., Boulechfar C., Djellali S. et al. // Polymers (Basel). 2022. V. 14. № 16. P. 3288.
  20. Uvida M.C., Almeida A.d.A., Pulcinelli S.H., Santilli C.V., Hammer P. // Ibid. № 17. P. 3474.
  21. Rakhadilov B., Pogrebnjak A., Sagdoldina Z., Buitkenov D., Beresnev V. et al. // Materials (Basel). 2022. V. 15. № 21. P. 7696.
  22. Dai X., Qian J., Qin J., Yue Y., Zhao Y. et al. //Ibid. № 12. P. 4134.
  23. Mohamed A.M.A., Hasan H., Seleman M.M.E., Ahmed E., Saleh S.M. et al. // Ibid. 2021. V. 14. № 21. P. 6358.
  24. Tabish M., Zhao J., Wang J., Anjum M.J., Qiang Y. et al. // Prog. Org. Coat. 2022. V. 165. P. 106765.
  25. Saleh S.M., Alminderej F.M., Mohamed A.M.A. // Materials (Basel). 2022. V. 15. № 23. P. 8674.
  26. El-Lateef H.M.A., Gouda M., Khalaf M.M., Al-Shuaibi M.A.A., Mohamed I.M.A. et al. // Polymers (Basel). 2022. V. 14. № 13. P. 2544.
  27. Gouda M., Khalaf M.M., Al-Shuaibi M.A.A., Mohamed I.M.A., Shalabi K. et al. // Ibid. № 15. P. 3078.
  28. Zanca C., Carbone S., Patella B., Lopresti F., Aiello G. et al. // Ibid. № 18. P. 3915.
  29. Sun C., Sun M., Tao T., Qu F., Wang G. et al. // Materials (Basel). 2022. V. 15. № 15. P. 5138.
  30. Gouda M., Khalaf M.M., Shalabi K., Al-Omair M.A., El-Lateef H.M. Abd. // Polymers (Basel). 2022. V. 14. № 2. P. 228.
  31. Al-Masoud M.A., Khalaf M.M., Heakal F.E.-T., Gouda M., Mohamed I.M.A. et al. // Ibid. № 21. P. 4734.
  32. Li J., Tao Z., Cui J., Shen S., Qiu H. // Ibid. № 19. P. 4067.
  33. Hsissou R., Lachhab R., El Magri A., Echihi S., Vanaei H.R. et al. // Ibid. № 15. P. 3100.
  34. Hynes N.R.J., Vignesh N.J., Barile C., Velu P.S., Baskaran T. et al // Ibid. № 9. P. 1700.
  35. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Nomerovskii A.D., Filonina V.S., Ustinov A.Yu., Gnedenkov S.V. // J. Magnesium Alloys (China). 2023. V. 11. № 10. P. 3688.
  36. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Nomerovskii A.D., Marchenko V.S., Ustinov A.Yu., Gnedenkov S.V. // J. Magnesium Alloys (China). 2024. V. 12. № 7. P. 2909.
  37. Saarimaa V., Kaleva A., Ismailov A., Laihinen T., Virtanen M. et al. // Arab. J. Chem. 2022. V. 15. № 3. P. 103636.
  38. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Imshinetskiy I.M., Vyaliy I.E., Gnedenkov S.V. // Materials (Basel). 2019. V. 12. № 16. P. 2615.
  39. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V. // Solid State Phenom. 2015. V. 245. P. 89.
  40. Sinebryukhov S.L., Gnedenkov A.S., Khrisanfova O.A., Gnedenkov S.V. // Surf. Eng. 2009. V. 25. № 8. P. 565.
  41. Mohedano M., Lopez E., Mingo B., Moon S., Matykina E. et al. // J. Mater. Res. Technol. 2022. V. 21. P. 2061.
  42. Gnedenkov A.S., Kononenko Y.I., Sinebryukhov S.L., Filonina V.S., Vyaliy I.E., Nomerovskii A.D., Ustinov A.Yu., Gnedenkov S.V. // Materials (Basel). 2023. V. 16. № 6. P. 2215.
  43. Gnedenkov S.V., Khrisanova О.А., Sinebryukhov S.L., Puz А.V., Gnedenkov A.S. // Corrosion: protection, materials. 2007. № 2. P. 20 [in Russian].
  44. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Khrisanfova О.А., Egorkin V.S., Мashtalyar D.V., Sidorova М.V., Gnedenkov A.S. et al. // Bull. Far Eastern Branch, RAS. 2010. V. 153. № 5. P. 35 [in Russian].
  45. Poza P., Garrido-Maneiro M.Á. // Progr. Mater. Sci. 2022. V. 123. P. 100839.
  46. Assadi H., Gärtner F., Stoltenhoff T., Kreye H. // Acta Mater. 2003. V. 51. № 15. P. 4379.
  47. Wang N., Liu C., Wang Y., Chen H., Chu X. et al. // Materials (Basel). 2022. V. 15. № 19. P. 7007.
  48. Heimann R.B., Kleiman J.I., Litovsky E., Marx S., Ng R. et al. // Surf. Coat. Technol. 2014. V. 252. P. 113.
  49. Wu K., Sun W., Tan A.W.-Y., Marinescu I., Liu E. et al. // Ibid. 2021. V. 424. P. 127660.
  50. Wang Q., Han P., Yin S., Niu W.-J., Zhai L. et al. // Coatings. 2021. V. 11. № 2. P. 206.
  51. Popescu C., Alain S., Courant M., Vardelle A., Denoirjean A. et al. // Eng. Sci. Technol. 2022. P. 101194.
  52. Zou Y. // Acc. Mater. Res. 2021. V. 2. № 11. P. 1071.
  53. The Cold Spray Materials Deposition Process: Fundamentals and Applications / Ed. Champagne V.K. Boca Raton: CRC Press, 2007. P. 62.
  54. Witharamage C.S., Alrizqi M.A., Chirstudasjustus J., Darwish A.A., Ansell T. et al. // Corros. Sci. 2022. V. 209. P. 110720.
  55. Huang C., List A., Wiehler L., Schulze M., Gärtner F. et al. // Addit. Manuf. 2022. V. 59. P. 103116.
  56. Egorkin V.S., Medvedev I.M., Sinebryukhov S.L., Vyaliy I.E., Gnedenkov A.S., Nadaraia K.V., Izotov N.V., Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V. // Materials (Basel). 2020. V. 13. № 12. P. 2739.
  57. Gnedenkov S.V., Khrisanfova O.A., Sinebryukhov S.L., Puz’ A.V., Gnedenkov A.S. // Mater. Manuf. Process. 2008. V. 23. № 8. P. 879.
  58. Ageev M.V., Gilevich A.V., Egorov N.V., Petrov V.N. // Khim. Fizika. 2004. V. 23. № 9. P. 58 [in Russian].
  59. Ignatieva L.N., Mashchenko V.A., Gorbenko O.M., Buznik V.M. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. № 6. P. 1330.
  60. Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Imshinetskiy I.M., Gnedenkov A.S., Bouznik V.M. // J. Alloys Compd. 2018. V. 767. P. 353.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».