Corrosion characteristics of laser-cleaned surfaces on iron artefact

Abstract

Nd:YAG laser was used for cleaning surfaces of cultural heritage iron artefacts covered with corrosion products. The corrosion products were removed without damaging the base material. Three different electrochemical techniques were used for the determination of the corrosion rate of mechanically prepared iron, laser-cleaned iron and laser-cleaned iron with Paraloid B44 coating. The morphology of the tested surfaces was analysed by SEM. The linear polarization resistance technique, electrochemical impedance spectroscopy and linear sweep voltammetry have shown that the corrosion rate of the laser-cleaned iron is approximately 50 % higher than the corrosion rate of the mechanically prepared iron. Electrochemical impedance spectroscopy has shown that the pore resistance of the Paraloid coating on the laser-cleaned iron sample decreases at the beginning of the test and remains approximately constant after this period. At the beginning of the test, the charge transfer resistance value is constant and then decreases rapidly i.e. the corrosion rate of the iron in the Paraloid coating pores increases with time. During the linear sweep voltammetry test of the iron sample with Paraloid coating, it was noticed that the anodic polarisation curve shows an unusual shape at the potentials more positive than - 0.5 V

U ovom radu, Nd:YAG laser je korišćen za čišćenje površina artefakata od gvožđa koji su bili prekriveni korozionim produktima. Korozioni produkti su uklonjeni bez oštećivanja osnovnog materijala. Za određivanje brzine korozije mehanički čišćene površine, laserski čišćene površine i laserski čišćene površine na koju je nakon čišćenja nanesen zaštitni sloj Paraloid B44, korišćene su tri različite elektrohemijske metode. Morfologija čišćenih površina je ispitivana SEM mikroskopijom. Metoda linearne polarizacione otpornosti, elektrohemijska impedansna spektroskopija i voltametrija sa linearnom promenom potencijala pokazale su da je brzina korozije laserski čišćene površine uzorka od gvožđa za oko 50% veća od brzine korozije mehanički čišćene površine. Elektrohemijska impedansna spektroskopija je pokazala da otpornost pora Paraloid prevlake na laserski čišćenoj površini uzorka opada na početku ispitivanja nakon čega dostiže konstantnu vrednost. Na početku ispitivanja, vrednost otpornosti razmeni elektrona je konstantna nakon čega naglo opada, tj. brzina korozije gvožđa u porama Paraloid prevlake raste sa vremenom. Tokom ispitivanja tehnikom voltametrije sa linearnom promenom potencijala na uzorku od gvožđa sa Paraloid prevlakom, zapaženo je da anodna kriva polarizacije ima neuobičajen oblik pri potencijalima pozitivnijim od - 0.5 V