ارزیابی خواص مکانیکی و ضدخوردگی پوشش‌های نانوکامپوزیتی PU- SiC

در این تحقیق، تاثیر نانوذرات کاربید سیلیسیم و روش آماده‌سازی سطح زیرلایه بر خواص مکانیکی و رفتار خوردگی پوشش‌های نانوکامپوزیت PU-SiC با ضخامت حدود 40 میکرومتر بر روی زیرلایه فولاد کم‌کربن مورد ارزیابی قرار گرفت. نانوکامپوزیت‌ها به روش اختلاط محلولی تهیه شدند و زیرلایه با روش‌های ماسه‌پاشی و سنباده‌زنی آماده‌سازی شد. اندازه نانوذرات و پراکندگی آن‌ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی و تجزیه و تحلیل پراش پرتو ایکس بررسی گردید. خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش‌ها با استفاده از آزمون‌های چسبندگی قدرت کندن، ضربه لوله‌ای و سختی‌سنج مدادی، مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تاثیر پوشش‌ها بر خواص خوردگی فولاد از آزمون‌های امپدانس الکتروشیمیایی و پتانسیودینامیک استفاده گردید. جهت بررسی تاثیر نانوذرات بر ساختار پلی‌یورتان از آزمون طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه استفاده شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد، با افزودن نانوذرات تا 2 درصد وزنی در پوشش‌های پلی‌یورتان، استحکام چسبندگی تا 50 درصد، سختی از 3H به 5H و مقاومت به ضربه پوشش‌ها حدود 34 درصد افزایش یافت و تغییر چندانی در رفتار خوردگی آن‌ها نسبت به پلی‌یورتان ایجاد نشد. نتایج تجزیه و تحلیل پراش پرتو ایکس و تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی نشان داد نانوذرات تا 2 درصد وزنی به خوبی در زمینه پلی‌یورتان پراکنده شدند. آماده‌سازی سطح زیرلایه به روش ماسه‌پاشی نسبت به روش سنباده‌زنی استحکام چسبندگی را تا 35 درصد بهبود داد ولی مقاومت به ضربه کمتری در پوشش¬ها ایجاد کرد.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

حفاظت از خوردگی مواد با استفاده از فناوری نانو

پدیده خوردگی طی سالیان متمادی یکی از مهم‌ترین مشکلات صنعتی بوده و تحقیقات زیادی جهت کنترل آن صورت گرفته است. این پدیده بیشتر روی فلزات و آلیاژها و همچنین مواد پلیمری به‌واسطه برهمکنش با آب دریا، محیط ‌تر، باران‌های اسیدی، پرتوهای مختلف، آلودگی‌ها، محصولات شیمیایی و قراضه‌های صنعتی رخ می‌دهد. فصل مشترک بین مرزدانه‌ها و ترک‌های دوطرفه و مواد غیر همجنس، مکان‌های مستعد جهت خوردگی هستند، ضمن این که وجود ناخالصی‌ها، مورفولوژی سطح و مطابقت نداشتن شبکه ساختاری مواد می‌تواند نرخ خوردگی را افزایش دهد.

مشخصه یابی و خواص خوردگی پوشش الکتروفورتیک کامپوزیتی نانوساختار HA-BG

در تحقیق حاضر، پوشش نانو هیدروکسی‌آپاتیت HA، به عنوان ماده‌ای با ساختار مشابه جزء معدنی بافت سخت بدن انسان و دارای زیست سازگاری بسیار مناسب پس از اعمال با روش سل – ژل بر روی زیر لایه ای از آلیاژ Ti-13Nb-13Zr، مورد مطالعه قرار گرفته است. پوشش نانو‌ HA به روش سل - ژل، از واکنش دو محلول کلسیم ‌نیترات چهار آبه و تری اتیل فسفیت در شرایط بهینه با موفولوژی کروی شکل بر روی آلیاژ Ti-13Nb-13Zr پوشش داده شد. از عامل فعال کننده سطحی غیریونی پلی‌اتیلن‌گلیکول PEG برای کنترل تغییرات مورفولوژی استفاده گردید. جهت افزایش بلورینگی، نمونه های پوشش داده شده در دمای ◦C400 به مدت یک ساعت در اتمسفر Ar تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. پراش پرتو ایکس XRD و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز FTIR جهت بررسی فازهای ایجاد شده، میکروسکوپ نیروی اتمی AFM جهت بررسی توپوگرافی پوشش و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM جهت بررسی مورفولوژی پوشش اعمالی مورد استفاده قرار گرفت.نتایج نشان داد که پوشش نانو HA با دانه های کروی شکل بر روی زیر لایه Ti-13Nb-13Zr با ضخامت یکنواخت µm50 با اندازه کریستالیت های nm48 اعمال شده اند.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

مروری بر نانوپوشش های ضد خوردگی

خوردگی یک پدیده طبیعی است,هنگامی که فلزی در معرض رطوبت و هوا قرار می گیرد رخ می دهد.برای جلوگیری از وقوع این پدیده که خسارات فراوانی را ببار می آورد راههای متعددی از جمله بهره گیری از حفاظت کاتدی وآندی,استفاده از انواع پوشش های فلزی و غیر فلزی همانند گالوانیزه کردن,پوشش های آلی و معدنی وجود دارد.در این میان پوشس های فلزی بدلیل داشتن محدودیت هایی همچون هزینه,وجود خلل وفرج فراوان درسطحشان)بدلیل بکارگیری روش های تجاری(وبروز پدیده گالوانیکی استفاده از آن جهت جلوگیری از وقوع این پدیده مقرون به صرفه نیست.برای برای بهینه کردن پوشش های مقاوم به خوردگی,امروزه از نانوفناوری در این پوشش ها خصوصا پوشش های آلی)رزین اپوکسی(به منظور افزایش خواص مقاومتی آن بهره می گیرند. به این صورت که می توان با اصالح اینگونه پوشش ها با نانوذراتی مانند زیرکونیا یا اکسید آهن می توان قابلیت ضد خوردگی آن را به مراتب بهینه کرد که وEIS 2 LSVو1 ECN برای تست آن نیز از تست های الکتروشیمیایی همچون 3 وتست واقعی سالت اسپری استفاده شده است.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

رفتار خوردگی و زیست سازگاری آلیاژ تیتانیوم پوشش‌دهی شده با نانولایه کاربید تانتالوم

در این تحقیق، نانولایه کاربید تانتالوم با ضخامت 500 نانومتر بر روی سطح آلیاژ Ti-6Al-4V با روش رسوب دهی فیزیکی از فاز بخار با پرتو الکترونی به منظور اصلاح سطح زیرلایه، پوشش داده شد. با ارزیابی سختی سطح نمونه­ها، سختی سطح نمونه اصلاح شده با پوشش کاربید تانتالوم (Ti-6Al-4V/Ta2C) نسبت به نمونه بدون پوشش (Ti-6Al-4V) به عنوان شاهد از HV346 به HV640 افزایش یافت. هم­چنین با انجام آزمون خوردگی در محلول فیزیولوژیکی هنکس مشاهده گردید که چگالی جریان خوردگی در نمونه­ها در مقایسه با نمونه شاهد از  2 به  5/1 کاهش می­یابد که بیانگر بهبود مقاومت به خوردگی نمونه اصلاح شده می­باشد. پس از آزمون خوردگی با بررسی میزان رهایش یون­های V، Al و Ti، غلظت عناصر آزاد شده پس از پوشش دهی به بیش از نصف میزان آنها در قبل از پوشش­دهی کاهش می­یابد. هم­چنین افزایش رشد و تکثیر سلول­های  MG-67(استئوبلاست) و چسبیدن و پهن شدن آنها بر روی سطح نمونه­های پوشش­دهی شده نسبت به نمونه شاهد توسط آزمون­های برون تنی و سمیت سلولی مشاهده گردید. نهایتاً، آزمون­های پراش پرتو ایکس، بررسی­های میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز عنصری به ترتیب برای شناسایی فازها، بررسی مورفولوژی و تعیین در صد عناصر نمونه­ها انجام گرفت. بنابراین نتایج این مطالعه نشان داد که آلیاژ Ti-6Al-4V پوشش داده شده با کاربید تانتالوم با توجه به مقاومت خوردگی و خواص سطحی عالی، گزینه مناسبی برای کاربرد در ایمپلنت­های ارتوپدی می­باشد.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

ساخت پوششهای میکرو/نانو هوشمند خودترمیم شونده برپایه کپسولهای اوره فرمالدهید حاوی روغن تانگ

در مطالعه حاضر، دستهای از پوششهای هوشمند بر پایه میکرو/ نانو کپسولها، با هدف کاهش خوردگی در خطوط انتقال نفت و گاز مورد بررسی قرار گرفته است. پوسته کپسولها از جنس اوره فرمالدهید و هسته آنها از جنس روغن تانگ بوده که به عنوان عامل ترمیم کننده عمل مینماید. در این تحقیق پارامترهای مؤثر بر عملکرد پوشش از قبیل نرخ همزدن در فرآیند کپسولسازی، اندازه کپسول و درصد استفاده از کپسول در ساختار پوشش بررسی و بهینهسازی شده است. بهعالوه سایر خواص پوشش از قبیل توانایی محافظت در برابر خوردگی و چسبندگی پوشش به زیر الیه به ترتیب توسط اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون چسبندگی )Pull off( مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج میدهد که با ریزتر شدن کپسولها و به عبارتی استفاده از دورهای باالتر همزدن، مقاومت در برابر خوردگی و همچنین چسبندگی پوشش به زیر الیه بهبود مییابد. به عالوه استفاده از کپسول در ساختار، قابلیت محافظتکنندگی را به میزان قابل مالحظهای افزایش میدهد که از نتایج آزمونهای الکتروشیمیایی و جذب آب می توان به آن پی برد. بهترین درصد استفاده از کپسول برابر با 15% وزنی است که منجر به افزایش مقاومت پوشش در برابر خوردگی میشود.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

بررسی اثر نسبت ترکیب سیلانی به نانوذرات اکسیدآهن بر میزان اصلاح سطحی نانوذرات و خواص ضد خوردگی آنها

در این پژوهش سطح نانوذرات اکسیدآهن توسط عامل سیالنی )3- آمینو پروپیل تری متوکسی سیالن( در نسبت های مختلف عامل سیالنی به پیگمنت اصالح گردید. طیفسنجی مادون قرمز )FTIR(، به منظور بررسی چگونگی اصالح سطحی نانوذرات مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه نانوکامپوزیتهای پلییورتانی در درصد وزنی 2% از نانوذرات اکسیدآهن اصالح نشده و اصالح شده تهیه گردیدند. خواص ضدخوردگی پوششهای حاوی نانوذرات و بدون نانوذرات توسط استفاده از آزمون مه نمکی و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی )EIS( بررسی شد. همچنین چسبندگی نمونهها توسط آزمون Pull off مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون FTIR نشان داد که اصالح سطح نانوذرات به طور موفقیتآمیزی صورت گرفته است و با افزایش نسبت عامل سیالنی به نانوذرات میزان اصالح سطحی کاهش می یابد. با افزایش اصالح سطحی نانوذرات بهبود خواص ضدخوردگی در مقایسه با پوششهای حاوی نانوذرات اصالح نشده و بدون نانوذره مشاهده شد

 دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

بررسی رفتار خوردگی و مورفولوژی لایه نازک نانوکامپوزیت Zn-SiCتولید شده تحت جریان پالسی

پوشش های نانوکامپوزیتی Zn-SiC به روش رسوب دهی الکتریکی جریان پالسی از یک حمام پایه سولفاتی تهیه شدند. در این روش، پارامترهای فرکانس و چرخه کاری مورد بررسی قرار گرفتند. خواص مورفولوژی این پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و خواص خوردگی آن ها توسط آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول 1M NaCl مورد بررسی قرار گرفت. در بخش بررسی اثر فرکانس، مشاهده شد که با افزایش فرکانس از 10 تا 100 هرتز ، درصد حجمی ذرات رسوب کرده در داخل پوشش ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. با افزایش چرخه کاری از 10 تا 75% ، ابتدا تا 50% ، درصد ذرات رسوبی افزایش و سپس کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش دانسیته جریان ماکزیمم، یک مقدار بیشینه از درصد نانوذرات وارد شده به درون پوشش در محدوده مورد بررسی مشاهده می شود. این تغییرات تابع شرایط زمان روشنی و خاموشی در جریان پالس است.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

بررسی و مقایسه رفتار خوردگی پوشش WC-20Cr-7Ni معمولی و نانو ساختارشده در محیط خورنده اسید سولفوریک

در این پژوهش رفتار الکتروشیمیایی یک نوع از پوشش های کامپوزیتی کاربید تنگستن با زمینه فلزی WC-20Cr-7Ni ایجاد شده توسط روش اسپری حرارتی HVOF بر روی فولاد ساده کربنی در محیط خورنده H2SO4 wt% 5 در دو حالت قبل و پس از عملیات حرارتی (معمولی و نانو ساختاری) مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار این پوشش‌ توسط آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) ومقاومت به خوردگی آنها بر اساس آزمایش الکتروشیمیایی پلاریزاسیون و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد. محصولات خوردگی بر روی نمونه های خورده شده و محلول محیط خورنده استفاده در آزمایش ها به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف سنج اشعه ایکس SEM-EDX و روش طیف سنجی جذب اتمی شناسایی شدند. نتایج حاصل از آزمون های امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون نشان می‌دهد که پوشش WC-20Cr-7Ni پس از عملیات حرارتی مقاومت به خوردگی بسیار بهتری نسبت به قبل از عملیات حرارتی دارد. در واقع در پوششی که تحت عملیات حرارتی قرار گرفته مقدار چگالی جریان خوردگی کمتر و میزان مقاومت انتقال بار لایه دوگانه الکتریکی در آزمون امپدانس الکتروشیمیایی بیشتر است. آنالیز محصولات خوردگی نشان داد مقداری نیکل زمینه در نمونه عملیات حرارتی نشده در محلول خورنده حل می شود، ولی در حالت عملیات حرارتی شده این انحلال وجود ندارد. اکسید کروم و سایر محصولات خوردگی به صورت چسبنده به سطح شکل می‌گیرند.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا

پوشش نانوکامپوزیت پایه پلیمری پلی اورتان/ نانوروی/ نانوکلی با بررسی مورفولوژی سطح و خواص الکتروشیمیایی

در این پژوهش، نانوکامپوزیت پایه پلیمری پلی اویرتان/نانوروی/نانوکلی حاوی درصدهای نانومواد 10 % نانوروی و%1.5 ،%1 ،%0.5%2 نانوکلی مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون های طیف سنج ایمپدانس الکتروشیمیایی، ،هدایت سنجی و مه نمکیبه همراه اندازه گ یریهای ساختاری میکروسکوپ الکترونی عبوری و طیف سنجی اشعه ایکس و میکروسکوپ نیروی اتمی بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج اندازه گیرهایی ریزساختار،میزان مناسب پخش شدگینانو مواد در پوششرا تایید کرد. همچنین سایز و جنس نانو مواد و توپولوژی سطح با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپی مشخص شد. نتایج آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیا یی و مهنمکی نشان داد، اضافه نمودن کلی مقاومت به خوردگی پوشش را بهبود م یبخشد و بهتر ین عملکرد خوردگی برای نانوکامپوزیت حاوی 2% نانوکلی به دست می آیدکه می توان این بهبود خواص مقاومت به خوردگی راناشی از افزایش خاصیت ممانعت کنندگی پوش ، ش با نانولایه های کلی ،دانست. از طرفی میزان هدایت پوشش با نانوکلی رخ می –% افزایش درصد نانوکلی کاهش می یابد که شیب این روند کاهشی در محدوده 2.5-2% دهد، لذا حصول درصد بهینه در خصوص مقاومترین پوشش نانوکامپوزیتی در مقابل خوردگی را می بایست ناشی از تاثیرمتقابل دو خاصیتممانعت کنندگی و هدایت در پوشش دانست.

دانلود فایل pdf این مقاله از اینجا