بررسي اثر زبري سطح و لايه ي مياني سيليكايي بر خواص مكانيكي و فتوكاتاليستي پوشش هاي نانوساختار تيتانيا اعمال شده بر روي فولاد زنگ نزن 304

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق، با استفاده از روش سل ژل و به وسيله¬ي غوطه وري درون سل، پوشش تيتانيايي باهدف فعاليت فتوكاتاليستي برروي زيرلايه فولاد زنگ نزن304 ايجاد شد و در محدوده 400 تا 600 درجه سانتي گراد كلسينه شد. به منظور شناسايي تركيب فازي پوشش¬ها از نمونه¬ها آناليز اشعه ايكس و آناليز اشعه ايكس با زاويه كم نيز گرفته شد. به منظور افزايش ضخامت پوشش¬ها با هدف افزايش فعاليت فتوكاتاليستي سل¬هايي با غلظت¬هاي متفاوت تهيه و برروي زيرلايه فولادي نشانده شد و براي بررسي ضخامت پوشش¬ها از آزمون اليپسومتري بهره گرفته شد. همچنين براي افزايش چسبندگي پوشش¬ها روي زيرلايه، ورقه¬هاي فولادي قبل از اعمال پوشش تحت عمليات زبري مكانيكي توسط سمباده و شن¬پاشي قرار گرفتند. همچنين براي بررسي خواص نوري پوشش¬ها و ريزساختار آن¬ها به ترتيب از آزمون DRS و ميكروسكوپ الكتروني روبشي – گسيل ميداني استفاده شد. به منظور بررسي خواص فتوكاتاليستي پوشش¬ها، تجزيه محلول متيلن بلو توسط آن¬ها زيرتابش نور مريي و فرابنفش اندازه گيري شد. سپس چسبندگي و خواص مكانيكي پوشش¬ها نيز با استفاده از ازمون pull-off مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين براي بهبود خواص فتوكاتاليستي پوشش¬ها و نيز بهبود چسبندگي آن¬ها به زيرلايه فولادي از لايه واسط سيليكايي بهره گرفته شد، كه اين لايه به روش كندوپاش روي زيرلايه فولادي اعمال شد. و سپس تمامي خواص همانند قبل مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج آزمايش¬ها نشان داد كه پوشش¬هاي نانوساختار تيتانيا با ريزساختاري يكنواخت و با ضخامت ¬هاي 80 تا220 نانومتر برروي زيرلايه فولادي تشكيل شده اند. زبركردن زيرلايه تا 2 ميكرون منجر به ريزشدن اندازه دانه¬هاي اين پوشش¬هاي تيتانيايي شده و در نتيجه منجر به بهبود خواص فتوكاتاليستي آن¬ها مي¬شود. اين درحالي است كه در زبري ¬هاي بيش از 2 ميكرون تاثير منفي در فعاليت فتوكاتاليستي پوشش ديده شد. نمونه ¬هاي زبر شده تا حداكثر 8 درصد باعث بهبود فعاليت فتوكاتاليستي شده است. همچنين چسبندگي پوشش به زيرلايه در نمونه¬ اوليه از 1/05 به 3/79 مگاپاسكال در نمونه¬هاي زبر رسيده است. همچنين حضور لايه مياني سيليكا باعث بهبود 18درصدي در خواص فتوكاتاليستي پوشش تيتانيايي و كاهش چشمگير ترك¬ها در سطح اين پوشش شده است.

193956

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي و انتخاب مواد

دكتر فرهاد گلستاني فرد - دكتر عليرضا ميرحبيبي