افزایش مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن بوسیله اعمال پوشش نانو ذرات اکسید تیتانیوم با روش سل-ژل

موضوع : افزایش مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن بوسیله اعمال پوشش نانو ذرات اکسید تیتانیوم با روش سل-ژل

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

چکیده : پوشش نانوذرات Tio2 به دلیل دارا بودن خواص اپتیکی ، مقاومت به اکسیداسیون ، خوردگی و سایش امروزه به میزان زیادی مورد توجه قرار گرفته است.در این پروژه پوشش نانوذرات Tio2  بوسیله روش سل - ژل تحت فرایند غوطه وری بر روی فولادزنگ نزن 316Lاعمال شده است. ساختارمورفولوژِی و ترکیب پوشش بوسیله XRD,SEM ,AFM مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین خواص خوردگی پوشش در محلول 3,5%NACL بوسیله روشهای الکتروشیمیایی مانند پلاریزاسیون تافلی و امپدانس ارزیاببی شده است نکته قابل توجه همگن ، یکنواخت و عاری از ترک بودن پوشش است. همچنین پوشش نانوذرات Tio2 اعمال شده روی فولادزنگ نزن ک 316L مقاومت به خوردگی را از 132,135  به 16412,096 (Kcm2) به میزان تقریبا 120 برابر بهبود بخشیده است.
کلمات کلیدی : پوشش نانوذرات Tio2 ، سل - ژل ، فولادزنگ نزن 316 ، خواص خوردگی ، پلاریزاسیون تافلی ، امپدانس.
1-    مقدمه :
پوشش نانو ساختار اکسید تیتانیوم داریا کاربرد بسیار وسیعی می باشد که عبارتند از: فیلترهای ماوراء بنفش برای صنایع اپتیک و مواد بسته بندی [1,2] ، پوشش ضد انعکاس در سلول های خورشیدی ، فتوکاتالیست برای تصفیه آب و هوا، آند در باتری ها ، پوشش های شفاف و خود تمیز کننده برای کاشی ها و شیشه ها ، سنسورهای رطوبت ، سنسورهای گازی ، پوشش های مقاوم در برابر خوردگی و غیره. البته با ایجاد پوشش نانو ساختار تیتانیوم تمام خواص مذکور به میزات قابل توجهی بهبود پیدا می کند . روشهای مختلفی برای تولید نانوساختار اکسید تیتانیوم وجود دارد. همانند اسپاترینگ ، CVD ، لیزر پالسی و روش سل - ژل . در یان میان روش سل - ژل به دلیل کنترل ترکیب شیمیایی در سطح مولکولی و دمای اعمالی پایین ننسبت به روش های دیگر دارای مزایای ویژه ای است ، علاوه بر آن میکروساختار فیلم مذکور همانند سایز حفره ها و حجم آنها بوسیله تغییر پارامترهای سل - ژل قابل کنترل می باشد. مهمترین نکته در حفاظت از خوردگی فلزات وابسته به دو نوع فصل مشترک می باشد: 1- فصل مشترک بین فلز و پوشش 2- فصل مشترک بین پوشش و محیط. بنابراین کنترل واکنش بین این فصل مشترک ها هنگامی که در حد ملکولی انجام پذیرد ، تاثیر بالایی در حفاظت از خوردگی ایجاد شده توسظ پوشش اعمالی دارد. . در این مقاله پیش ماده آلکوکسیدی ، بدلیل در برداشتن خواص فیزیکی و شیمیایی مانند گروههای هیدروکربنی با طول زنحیره بالا و قابیلت مخلوط شدن در حد ملکولی با حلال های آلی و ایجاد فیلم آری از ترک انتخاب گردیده است.
بدلیل کاربرد بسسیار وسیع 316L  در صنعت ، پوشش لایه نازک نانوساختار اکسید تیتانیوم به منظور بهبود خواص خوردگی برروی آن اعمال شده است و خواص ساختاری لایه نازک توسط XRD,SEM ,AFM ارزیابی شده است . همچنین منحنی پلاریزاسیون تافلی و امپدانس برای بررسی اثر پوشش های فوق الذکر برروی خواص خوردگی فولادزنگ نزن 316L مورد استفاده قرار گرفته است.
روش تحقیق :
2-1 سنتز محلول پوشش دهی :
پیش ماده ا ولیه آلکوکسیدی تترا- پوتیل ارتو تیتانات(TBT) همانطور که در مقالات گفته شده است. مطابق زیر در تهیه محلول سل - ژل استفاده می شود.
ابتدا 55 میلی لیتر اتانول و 5 میلیل لیتر اتیل استو استات(EAcAc) را در دمای اتاق به مدت 5 دقیقه با هم مخلوط کرده و سپس 13 میلی لیتر TBT را به محلول اضافه کرده و محلول به مدت 30 دقیقه به شدت همزده می شود. ، بعد از انجام این مراحل به منظور شروع واکنش هیدرولیز درصد کمی آب مقطر بصورت قطره  قطره در مدت 30 دقیقه به محلول در حال همزدن اضافه شده است . ، پس از اضافه کردن آب مقطرهمزدن محلول به مدت 6 ساعت ادامه یافت ، برای انحام واکنشهای پلیمری محلول تیه شده در نهایت به مدت 6 ساعت پیرسازی می شود. . محلول نهایی دارای رنگ زرد ، شفاف ، و عاری از هرگونه رسوب می باشد. شماتیم مراحل تهیه سل و ا یجاد پوشش در شکل یک نشان داده شده است.
فهرست مطالب
چکیده :    1
مقدمه :    1
روش تحقیق :    3
2-1 سنتز محلول پوشش دهی :    3
2-2 اعمال پوشش نانوذرات اکسید تیتانیوم  :    4
روشهای ارزیابی پوشش ها :    5
نتایج و تحلیل نتایج:    6
3-1 : بررسی خواص پوشش:    6
3-2 بررسی خواص مقاومت به خوردگی :    9
5- نتیجه گیری :    14