Compositional Depth Profile Analysis of Galvanized Steel

Význam tématu

Aplikace zinkových a zinekem legovaných povlaků na ocel hraje klíčovou roli v ochraně proti korozi tím, že kombinuje bariérový a galvanický princip. Profilování složení ve funkci hloubky umožňuje optimalizaci kvality a životnosti povlaků v různých provozních podmínkách.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této poznámky je ukázat možnosti Compositional Depth Profiling (CDP) na přístroji LECO GDS950 při analýze široké škály galvanizovaných povlaků podle normy ISO 16962: kontinuální žárové zinkování (GI), galvanizace s difuzí Fe (GA), Al-Zn slitiny, organicky upravených Al-Zn povlaků a elektrolyticky nanášených zinkových a zinekniklových vrstev.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: GD-OES systém LECO GDS950
• Analytická metoda: Compositional Depth Profiling pro vodivé i nevodivé vzorky (RF zdroj pro organické vrstvy)
• Provozní parametry: proud 30 mA, napětí 700 V, doba měření 60–900 s dle povlaku

Hlavní výsledky a diskuse

• Hot-dip zinečení (GI): průměrná hloubka 7,62 µm, hmotnost 51,3 g/m², Al 0,42 % (RSD < 3,3 %).
• Galvannealed (GA): hloubka 7,51 µm, hmotnost 53,5 g/m², Fe 9,95 %, Al 0,18 % (RSD Fe < 2,1 %).
• 55 % Al-Zn slitina: hloubka 19,8 µm, hmotnost 87,4 g/m², Al 55,4 %, Zn 42,2 %, Si 2,37 % (RSD < 1 %).
• Al-Zn s organickou vrstvou: hloubka 24,6 µm, hmotnost 94,8 g/m², složení obdobné slitině (pomalejší sputtering, RSD do 5,7 %).
• Elektrolytické zinkování: hloubka 6,40 µm, hmotnost 44,2 g/m², velmi rovnoměrná vrstva (RSD < 1,5 %).
• Elektrozineknikl (Zn-Ni): hloubka 3,20 µm, hmotnost 22,2 g/m², Ni 12,4 % (RSD Ni 1,5 %).

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a reprodukovatelná analýza více typů zinkových a zinekem legovaných povlaků jedním zařízením.
• Schopnost profilovat jak vodivé, tak nevodivé vrstvy v čase řádově stovek sekund.
• Užitečné pro kontrolu kvality, výzkum nových povlakových materiálů a optimalizaci výrobních procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda CDP na GD-OES se může rozšířit do sledování dalších kovových a anorganických povlaků, integrace s automatizovanými výrobními linkami a využití pokročilé analýzy dat (strojové učení) pro predikci vlastností a životnosti povlaků.

Závěr

CDP na přístroji LECO GDS950 představuje univerzální a efektivní nástroj pro hloubkové složení galvanizovaných povlaků. Díky rychlosti měření, vysoké přesnosti i souladu s ISO 16962 metoda zvyšuje kvalitu kontrol procesů povlakování a zkracuje dobu odezvy v průmyslové a výzkumné praxi.

Reference

• ISO 16962:2003, Metallic and other inorganic coatings – Compositional depth profiling.
• LECO Corporation, Application Note Form No. 203-821-675, 9/23–REV1, 2023.