عنوان پایان‌نامه
تعیین میزان بهینه ی ذرات نانو کلی (clay)در پوشش سیلان سل- ژل جهت بهبود خواص حفاظتی فولاد زنگ نزن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1162;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66351
- تاریخ دفاع
- ۰۸ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- فهیمه انصاری چهارسوقی
- استاد راهنما
- چنگیز دهقانیان, رضا نادری محمودی
- چکیده
- هدف از انجام این پژوهش، در ابتدا تعیین غلظت بهینه ی نانوذرات خاک رس به عنوان افزودنی در پوشش سیلان سل ژل اعمال شده بر روی فولاد زنگ نزن L304 بود. سه نوع سیلان مورد استفاده در پوشش، تترا اتوکسی سیلان (TEOS)، متیل تری اتوکسی سیلان (MTES) و ?- گلیسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (?-GPS) بودند. مؤثرترین غلظت نانوخاک رس به منظور دستیابی به خواص بهبود یافته حفاظتی پوشش ها با استفاده از تکنیک های الکتروشیمیایی و آنالیز سطح تعیین شد. آزمونهای طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی و همچنین نویز الکتروشیمیایی دلالت بر برتری فیلم سیلان حاوی ppm 1000 نانوذرات خاک رس داشت که احتمالا ناشی از کاهش عیوب و تخلخل پوشش و تقویت عملکرد سدکنندگی برای حفاظت از خوردگی زیرلایه های فولاد زنگ نزن بود. با استفاده از آنالیز سطح تفرق اشعه ی ایکس (XRD)، طیف های مادون قرمز FTIR-ATR، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و انجام آزمون زاویهی تماس آب مواردی اعم از ساختار فیلم، مورفولوژی، توپوگرافی، ضخامت و آب گریزی پوشش ها مطالعه شدند و همچنین مقدار بهینه ی نانوذرات تأیید شد. در بخش دیگری از این پژوهش سعی گردید تا شرایط بهینه ی فرایند پخت فیلم ها ی سیلان حاوی نانوذرات تعیین گردد. آزمون های الکتروشیمیایی و آنالیز سطح نشان دادند که اعمال دما و زمان کافی برای انجام واکنش-های تشکیل فیلم موجب ایجاد شبکه ای متراکم شده و با بهبود خواص سدکنندگی، دسترسی عوامل مهاجم به فصل مشترک پوشش/زیرآیند فلزی را به تاخیر می اندازد. همچنین در تمامی بخش های این پژوهش، همبستگی داده های نویز الکتروشیمیایی و نتایج طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. کلمات کلیدی: فولاد زنگ نزن، پوشش هیبریدی سیلان، نانوذرات خاک رس، پخت، روش های الکتروشیمیایی، آنالیز سطح
- Abstract
- The main scope of the present work was to determine the optimum concentration of nanoclay as an additive in the silane sol-gel coating applied on stainless steel 304L. The coating was composed of glycidyloxypropyl–trimethoxysilane (GPS), tetraethoxysilane (TEOS) and methyltriethoxysilane (MTES). Through taking advantage of electrochemical techniques and surface analysis, the nanoclay content in which the silane coating offered an effective corrosion protection was determined. The results of electrochemical noise as well as electrochemical impedance spectroscopy indicated the superiority of silane film with 1000 ppm of nanoclay, probably due to reduced coating porosity and improved barrier performance for corrosion protection of the stainless steel substrate. The coating structure, morphology, topography, thickness and hydrophobic properties was studied using X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectrometry (FTIR), field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM) and water contact angle measurements. The surface analysis also confirmed the optimum nanoclay concentration which was determined by the electrochemical methods. Moreover, the research intended to determine optimum curing condition of the nanoclay inserted coatings. The electrochemical data as well as results of surface analysis revealed that the sufficient curing time and temperature may lead to a dense coating playing role as an effective barrier against aggresive species. Finally, correlation between the electrochemical noise data and results of electrochemical impedance spectroscopy was studied. Keywords: Stainless Steel; Hybrid silane coating; clay nanoparticles; curing; electrochemical methods; surface analysis.
