اصلاح سطحي صفحات دوقطبي فولاد زنگ‌نزن آستنيتي به‌وسيله رسوب فيزيكي بخار نانو لايه‌هاي CrN/ZrN و CrN/CrAlN جهت كاربرد در محيط پيل سوختي پليمري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش پوشش‌هاي چندلايه نانومتري‌ CrN/CrAlN و CrN/ZrN به روش رسوب فيزيكي بخار بر زيرلايه ي فولاد زنگ‌نزن آستنيتي L316 جهت ساخت صفحات دوقطبي به‌منظور كاربرد در پيل سوختي پليمري اعمال شده است. مشخصه‌يابي دو پوشش با استفاده از پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميدان، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، ميكروسكوپ نوري، زبري سنجي و زاوية تماس قطره ي آب انجام شد. به‌منظور بررسي رفتار الكتروشيميايي صفحات دوقطبي ساخته شده از پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محيط شبيه‌سازي ‌شده ي كاتدي پيل سوختي پليمري (محلول حاوي 5/0 مولار سولفوريك اسيد در دماي 70 درجه ي سانتي‌گراد همراه با دمش گاز اكسيژن) استفاده شده است. همچنين مقاومت تماسي صفحات دوقطبي در محيط آزمايشگاهي قبل و بعد از آزمون پلاريزاسيون پتانسيواستاتيك در پتانسيل كاتدي پيل سوختي (V 644/0 نسبت به الكترود مرجع Ag/AgCl) اندازه‌گيري شده است. چگالي جريان خوردگي در پتانسيل كاتدي پيل سوختي براي نمونه‌هاي CrN/CrAlN و CrN/ZrN به ترتيب 76/0 و 16/0 ميكروآمپر بر سانتي‌متر مربع محاسبه شده است. همچنين مقاومت تماسي زيرلايه ي L316 با اعمال پوشش‌هاي CrN/CrAlN و CrN/ZrN پس از آزمون پلاريزاسيون پتانسيواستاتيك از مقدار 276 ميلي اهم بر سانتي‌متر مربع به ترتيب به مقادير 4/9 و 3/8 ميلي اهم بر سانتي‌متر مربع كاهش‌يافته است. رفتار خوردگي و مقاومت تماسي صفحات دوقطبي ساخته شده به‌واسطه ي اعمال پوشش‌هاي چندلايه ي نانومتري CrN/CrAlN و CrN/ZrN بر اساس اهداف تعيين شده توسط دپارتمان انرژي امريكا، جايگزين مناسبي براي صفحات دوقطبي گرافيتي بوده و جهت كاربرد در پيل‌هاي سوختي پليمري مناسب مي‌باشند.

213800

خوردگي و حفاظت از مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

حسن علم خواه

كيوان رئيسي، عبدالمجيد اسلامي

مسعود عطاپور، مهران نحوي