بررسي عوامل موثر در ضديخ نمودن پوشش‌هاي نانوساختار بر پايه اكسيد قلع

كارشناسي ارشد

تشكيل يخ همواره در بسياري از مناطق سردسير جهان منجر به مشكلات ايمني و اقتصادي شده است. جهت مقابله با مشكلات تشكيل يخ دو روش مستقيم و غيرمستقيم امكان‌پذير است. روش‌هاي مستقيم شامل سيستم‌هاي حرارتي و مكانيكي بوده كه به علت مصرف انرژي بالا و ناسازگاري با طبيعت مناسب نمي‌باشند. به همين جهت در سال‌هاي اخير توجه محققين به روش‌هاي غيرمستقيم مانند ايجاد پوشش‌هاي نانو ساختار بر روي سطوح با خاصيت ضديخ و يخ‌گريزي جلب شده است. در اين پژوهش از فويل مسي به عنوان زيرلايه استفاده شده كه پس از فرآيند اچ كردن با روش‌هاي مختلف، بذرلايه‌اي از جنس اكسيد مس بر روي سطح ايجاد شده است. پوشش‌دهي سطح نيز با اكسيد قلع به كمك روش هيدروترمال انجام گرفت. به منظور تنظيم خواص فوق آب‌گريزي سطح از استئاريك اسيد استفاده گرديد. مشخصه‌يابي پوشش‌هاي سنتز شده با استفاده از آناليزهاي پراش‌سنجي پرتو ايكس، طيف‌سنجي مادون قرمز، ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني و طيف‌سنجي پخشي انرژي پرتو ايكس صورت پذيرفت. از طراحي آماري تاگوچي براي بررسي عوامل موثر بر تهيه پوشش نانوساختار ضديخ استفاده شد. نوع روش اچ كردن، نسبت مولي اوره به كلريد قلع و زمان واكنش عوامل بررسي شده در طراحي تاگوچي بوده‌اند. همچنين بررسي‌هاي اثر يك فاكتور در يك زمان نيز در دستور كار قرار گرفت. نتايج آناليز تاگوچي نشان داد كه نمونه‌ بهينه، با شرايط آزمايشي اچ كردن با سديم هيدروكسيد، نسبت مولي اوره به كلريد قلع 5/2 برابر و زمان 2 ساعت تعيين شده و داراي خواص فوق آب‌گريز با زاويه تماس42°/1 ± 4°/163بوده است. جهت تعيين ميزان پايداري شيميايي، نمونه سنتز شده در شرايط بهينه به مدت چهار روز در محيط‌هاي اسيدي و بازي قرار گرفته شده است. پايداري شيميايي نمونه بهينه در محيط هاي بازي بهتر از محيط‌هاي اسيدي بوده است درصورتيكه زاويه تماس براي نمونه‌هاي غوطه‌ور شده در محيط‌هاي بازي با شدت بيشتري كاهش يافته است. به منظور بررسي كاربرد پوشش‌هاي ساخته شده در مقابله با تشكيل و انباشت يخ، از آزمايش تأخير در انجماد قطره‌ آب بر روي سطح و آناليز ميزان پايداري پوشش‌هاي ضديخ در دماي 10- درجه سانتي‌گراد استفاده شد. نتايج نشان داد كه قطرات آب بر روي پوشش ايجاد شده پس از 44 ثانيه به صورت كروي يخ زده و به آساني از روي سطح جدا مي‌شوند. نمونه‌ي پوشش يافته نيز پس از 10 سيكل پيوسته‌ي يخ‌زدايي با زاويه تماس 28°/11 ± ° 7/143 داراي عملكردي مطلوب در مقابله با تشكيل يخ مي‌باشد.

195506

دانشگاه علم و صنعت ايران

صنايع شيميايي معدني

دكتر رضا نوروزبيگي