عنوان
توسعه راهكاري نوين جهت اصلاح سطح مس و ايجاد پوشش‌هاي پايه گرافن به منظور بهبود خواص سطح
نويسنده اصلي
عادل مهربان، فرشته
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
نمك‌هاي ديازونيوم به علت سهولت در فراوري، احياي سريع، پيوند قوي كوالانسي بين سطح و گروه آريلي، پايداري بالا در محدوده گسترده‌اي از پتانسيل و دوام كافي در محيط‌هاي شيميايي در سال‌هاي اخير به عنوان نسل جديدي از اصلاح‌سازهاي سطحي مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند. اين مواد به علت برخورداري از محدوده وسيع گروه‌هاي عاملي، در محدوده گسترده‌اي از كاربردها نظير ايجاد سطوح فوق آب‌گريز، پوشش‌هاي مقاوم به خوردگي، سنتز محدوده وسيعي از مواد آلي و ايجاد لايه مياني براي اتصال نانوذرات به يكديگر و به سطح كاربرد دارند. در اين پژوهش از نمك پارابنزن بيس ديازونيوم(p-PBDS) به منظور اتصال اكسيد گرافن به سطح و از نمك ديازونيوم 4-دوسيل بنزن به منظورايجاد خاصيت آب‌گريزي بر سطح مس استفاده شد. از اين رو، در ابتدا با هدف ايجاد يك پوشش اكسيد گرافن آب‌گريز (بدون لايه مياني)، از دو حمام بدون بافر و حمام بافر فسفاتي به منظور پوشش‌دهي الكتروفورتيك اكسيد گرافن بر سطح مس استفاده شد. به منظور مشخصه‌يابي سطح پوشش‌ها، از ميكروسكوپ الكتروني روبشي، اندازه‌گيري زاويه تماس، طيف سنجي رامان و طيف‌سنجي فوتو الكترون پرتو ايكس استفاده شد. نتايج نشان داد كه علي رغم افزايش زاويه تماس پس از احياي پوشش اكسيد گرافن با هيدرازين تا حدود °85، به علت وارد شدن نيتروژن در ساختار پوشش در طي احيا، زاويه تماس در محدوده آب‌گريزي قرار نمي‌گيرد. به علاوه، چسبندگي ضعيف اكسيد گرافن به سطح مس مانع از دستيابي به پوششي يكپارچه پس از احيا شد. بنابراين، لزوم استفاده از يك لايه مياني محرز شد. از اين رو، نمك p-PBDS به عنوان لايه مياني بين زيرلايه مس و پوشش اكسيد گرافن استفاده شد. بدين منظور، زيرلايه مس با گرفت الكتروشيميايي p-PBDS به صورت كوالانسي، اصلاح شيميايي شد. حضور لايه مياني p-PBDS منجر به چينش چندلايه اكسيد گرافن بر سطح مس شد. به منظور مشخصه‌يابي سطح از آزمون‌هاي طيف‌سنجي فوتو الكترون پرتو ايكس، طيف‌سنجي رامان، اليپسومتري، طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون پتاسيوديناميك استفاده شد. نتايج آزمون امپدانس الكتروشيميايي نشان داد كه اتصال اكسيد گرافن به مس مي‌تواند مس را به طور موثري در برابر خوردگي محافظت كند. درصد تخلخل پايين (003/0%) در پوشش، منجر به كاهش 5 برابري دانسيته جريان خوردگي شد، بدين صورت كه اتصال اكسيدگرافن چندلايه به مس با p-PBDS به طور موثري مسير عبور يون‌هاي مهاجم را طولاني مي‌كند. از سوي ديگر از نمك 4-دودسيل بنزن براي ايجاد يك پوشش با آب‌گريزي بالا استفاده شد. در اين راستا ابتدا با استفاده از رسوب‌دهي الكتريكي نيكل، زبري‌هاي سطحي مطلوب با اندازه و مورفولوژي ميكرو-نانو (سلسله مراتبي) بر سطح مس ايجاد شد. سپس به منظور افزايش زاويه ترشوندگي ازگرفت الكتروشيميايي نمك ديازونيوم دوسيل بنزن استفاده شد. نتايج اندازه‌گيري زاويه تماس بر سطح صاف زيرلايه و سطح زيرلايه با مورفولوژِي سلسله مراتبي پس از اصلاح شيميايي سطح توسط نمك دودسيل بنزن حاكي از افزايش زاويه تماس به ترتيب تا ˚110 و °140 بود. بعلاوه، نتايج حاصل از آزمون‌هاي طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون پتاسيوديناميك حاكي از افزايش مقاومت به خوردگي پوشش نيكل پس از اصلاح با نمك دودسيل بنزن بود. نتايج اين پژوهش، قابليت نمك‌هاي ديازونيوم جهت اصلاح سطح فلز زيرلايه به منظور ايجاد سطوح مقاوم به خوردگي و آب‌گريز نشان داد.
شماره ركورد
216133
گرايش رشته تحصيلي
مهندسي مواد
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد داور
بهروز شايق، مسعود عطاپور، مهران نحوي
استاد راهنما
كيوان رئيسي، فتح الله كريم زاده