عنوان پایان‌نامه
ایجادپوشش های نانو کامپوزیتی ژلی حاوی نانو ذرات سرامیکی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1043;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59303
- تاریخ دفاع
- ۲۰ اسفند ۱۳۹۱
- دانشجو
- حمیدرضا خانلرخانی
- استاد راهنما
- چنگیز دهقانیان
- چکیده
- الکتروپلیمریزاسیون پلی پیرول و کامپوزیت های این پوشش حاوی نانوذرات سرامیکی بر روی فلزات فعال نظیر فولاد به منظور محافظت این فلزات در محیط های خورنده مورد توجه بسیاری از محققین واقع شده است. هدف اصلی در این پژوهش ایجاد پوشش های نانوکامپوزیتی پلی پیرول - تیتانیا در حمام اگزالیکی به وسیله روش های گالوانواستاتیک و پالسی بر روی سطح فولاد کربنی ساده به منظور کاهش نرخ خوردگی در محیط های حاوی یون کلراید بوده است. به همین منظور در این تحقیق، ابتدا این پوشش ها به روش گالوانواستاتیک ایجاد شدند و متغیرهایی نظیر pH، زمان، چگالی جریان و غلظت پودر مورد بررسی قرار گرفتند و بهینه این متغیرها به ترتیب 5، 30 دقیقه، 5mA.cm-2 و 1gr.lit- 1 تعیین شدند. در مراحل بعدی، اثر فعال سازهای سطحی آنیونی و کاتیونی و همچنین اثر آنیون های دپ شونده مولیبدات و تنگستات بر روی خواص پوشش ها مورد بررسی قرار گرفتند.. نهایتاٌ، با استفاده از جریان پالسی این پوشش های نانوکامپوزیتی ایجاد شدند و متغیرهای فرکانس پالس و چرخه کاری بر رفتار پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت. برای دست یابی به این اهداف، به منظور بررسی مورفولوژی و سطح مقطع پوشش ها از میکروسکپ های الکترونی روبشی (SEM, FESEM) و میکروسکپ نوری (OM)، برای انجام آنالیزهای فازی و پیوندی به ترتیب از آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف نگاری پرتو فروسرخ (FTIR) و به منظور انجام آنالیز عنصری از طیف نگاری تفکیک انرژی (EDS) استفاده شد. همچنین رفتار خوردگی نمونه ها توسط آزمایش پلاریزاسیون و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی ها نشان داد، پوشش های ایجاد شده در حضور فعال ساز سطحی آنیونی باعث بهبود خواص عمومی و خوردگی پوشش ها نسبت به پوشش های بدون فعال ساز سطحی و حاوی فعال ساز سطحی کاتیونی می شوند. همچنین باعث توزیع بهتر نانوذرات در سطح پوشش می شوند. در خصوص آنیون های دپ شونده، اگرچه هر دو آنیون تنگستات و مولیبدات تأثیر بسزایی در رفتار پوشش ها داشتند، اما آنیون های مولیبدات تأثیرگذارتر از آنیون های تنگستات بوده اند و پوشش های حاوی آنیون مولیبدات رفتار خوردگی بهتری را به نمایش گذاشتند. پوشش های ایجاد شده توسط روش پالس، بالاترین میزان نانوذرات و همچنین توزیع یکنواخت این نانوذرات را دارا بودند. پوشش های ایجاد شده به وسیله این روش، رفتار خوردگی بهتری در مقایسه با پوشش های ایجاد شده به روش گالوانواستاتیک نشان می دهند.
- Abstract
- Electropolymerization of polypyrrole and its composite coatings on active metals such as iron have attracted the interest of many researchers due to their potential corrosion resistant properties. The main objective of this study is to electrosynthesize Polypyrrole/TiO2 nanocomposite coating onto carbon steel in an oxalic medium by galvanostatic and pulse techniques and to study its corrosion behavior. For this purpose, in the first step, the coatings were electrosynthesized by means of galvanostatic and the optimum values of deposition parameters such as pH, time, current density, and powder concentration were determined and were found to be 5, 30min, 4mA.cm-2 and 1gr.lit-1, respectively. In the next steps, effects of adding different amounts of cationic and anionic surfactants and also dopant anions of molybdate and tungstate on characteristics and corrosion behavior of the coating were delineated. Finally, preparation of these coatings were carried out by using pulse currents , and effects of pulse parameters such as pulse frequency and duty cycle, were also investigated. The coatings were characterized by SEM, EDS, XRD and FTIR methods, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization measurement were also employed to disclose their corrosion behavior. The results revealed that the produced coatings in the presence of anionic surfactant had better microstructure properties and corrosion behavior, as well as improved nanoparticle distribution in comparison with the coatings prepared in the presence of cationic surfactant and without surfactant. Both dopants had considerable effects on coatings properties. However, molybdate anion dopants enhanced corrosion resistance of the coatings significantly in comparison to that of tungstate dopants. The coatings prepared by pulse method had the highest amount of nanoparticles with better particle distribution. The coating prepared by this technique showed a better corrosion resistance behavior in comparison to that of the coatings prepared by galvanostatic technique.
