شماره راهنما :
1229 دكتري
پديد آورنده :
سيدان، فاطمه سادات
عنوان :
ارزيابي و تحليل رفتار حرارتي و اكسيداسيون پوشش هاي آلومينيوم فسفات آمورف- نانوكريستال
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
چهارده، [۱۳۳]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد حسين عنايتي
استاد مشاور :
كيوان رئيسي
توصيفگر ها :
آلومينيوم فسفات , آمورف - نانوكريستال , سل – ژل , مقاومت به اكسيداسيون , پايداري حرارتي
استاد داور :
مسعود عطاپور، علي اشرفي، بهروز موحدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/11
كد ايرانداك :
ID1229 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده هدف از اجراي پژوهش حاضر توليد پوشش آلومينيوم فسفات آمورف به روش ساده و كم هزينه سل ژل براي افزايش دماي كاري و يا افزايش طول عمر قطعات فلزي در معرض اكسيداسيون دماي باال مي باشد بدين منظور محلول آلومينيوم فسفات آمورف به روش سل ژل ساخته و پوشش دهي به روش غوطه وري بر روي فوالد زنگ نزن 403 انجام شد به منظور بررسي ريز ساختار پودر حاصل از فرايند سل ژل از ميكروسكوپ الكتروني عبوري TEM استفاده شد آناليز حرارتي و مطالعه رفتار انتقال از فاز آمورف به ساختار كريستالي به كمك آناليز حرارتي وزن سنجي و گرماسنجي روبشي تفاضلي TG DSC انجام شد طيف سنجي مولكولي پودر سنتز شده توسط طيف سنجي رامان Raman spectroscopy و طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ FTIR انجام شد زبري و توپوگرافي سطح پوشش به وسيله ميكروسكوپ نيروي اتمي AFM مورد بررسي قرار گرفت رفتار اكسيداسيون سيكلي پوشش با استفاده از يك كوره الكتريكي قابل برنامه ريزي در دماي 0011 درجه سانتي گراد به مدت 001 ساعت در اتمسفر هوا و با اندازه گيري وزن نمونه ها در فواصل زماني مشخص مورد ارزيابي قرار گرفت به منظور شناسايي ساختار فازي پوشش از آزمون پراش پرتو ايكس XRD استفاده شد مورفولوژي سطحي سطح مقطع و نيز تركيب شيميايي پوشش به وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM مجهز به آناليز عنصري با تفكيك انرژي پرتو ايكس EDS مورد بررسي قرار گرفت بر اساس الگوهاي پراش پرتو ايكس و نيز تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري پودر آنيل شده در دماهاي مختلف محصول فرايند سل ژل پس از خشك شدن در دماي 051 درجه سانتي گراد و نيز پس از آنيل در دماي 005 درجه سانتي گراد كامال آمورف بوده در حالي كه پس از آنيل در دماي 0011 درجه سانتي گراد ساختار آمورف نانوكريستال ظاهر شد آناليز حرارتي ژل خشك شده در دماي 56 درجه سانتي گراد دماي انتقال از فاز آمورف به ساختار كريستالي را در حدود 0501 درجه سانتي گراد نشان داد طيف سنجي رامان حضور كربن در ساختار پوشش را به صورت آمورف و گرافيتي تأييد نمود نتايج آزمون طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ حضور پيوندهاي Al O Al را عالوه بر پيوندهاي Al O P در ساختار آلومينيوم فسفات آمورف نشان داد تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي و نيروي اتمي پوششي يكنواخت متراكم و عاري از ريزترك با زبري 5 6 نانومتر را بر روي سطح زيراليه فوالدي آشكار ساخت بر اساس نتايج اندازه گيري تغييرات وزن نمونه ها پس از گذشت 001 ساعت از آزمون اكسيداسيون زيراليه بدون پوشش و پوشش دار از قانون سرعت سهموي تبعيت كرده و زير اليه بدون پوشش افزايش وزن قابل توجهي 021 ميلي گرم بر سانتي متر مربع را در مقايسه با زير اليه پوشش دار 4 ميلي گرم بر سانتي متر مربع از خود نشان داد كه تأثير حفاظتي و مقاومت به اكسيداسيون پوشش آلومينيوم فسفات را به خوبي آشكار مي سازد بر اساس تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي سطح مقطع پوشش ضخامت پوشش در حدود 003 نانومتر بود كه اين ميزان حفاظت سطحي از زيراليه را تا دماي 0011 درجه سانتي گراد فراهم نمود در مجموع نتايج نشان داد پوشش حاصل قادر به حفاظت سطحي از فلز آلياژ در برابر اكسيداسيون و تخريب در دماهاي باال تا بيش از 0001 درجه سانتي گراد مي باشد كلمات كليدي آلومينيوم فسفات آمورف نانوكريستال سل ژل مقاومت به اكسيداسيون پايداري حرارتي
چكيده انگليسي :
Evaluating thermal and oxidation behavior of amorphous nanocrystalline aluminum phosphate coatings Fatemehsadat Sayyedan fs sayyedan@ma iut ac ir September 9th 2018 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Mohammadhossein Enayati Prof Supervisor Department of Materials Engineering Isfahan University ofTechnology ena78@cc iut ac ir Keyvan Raeissi Prof Advisor Department of Materials Engineering Isfahan University of TechnologyDepartment Graduate Program Coordinator Dr Masoud AtapourAbstract The aim of the present study was to develop an amorphous nanocrystalline aluminumphosphate coating by the simple and low cost sol gel process to increase the workingtemperature or extend the longevity of metal parts In this regard aluminum phosphateprecursor solution was synthesized by sol gel process and applied on stainless steel 304substrate by dip coating technique The micro structure of the coating material was studied bytransition electron microscopy TEM Thermal analysis and study of amorphous tocrystalline transformation were investigated by thermal gravimetric and differential scanningcalorimetry TG DSC Molecular spectroscopy of the synthesized powder was studied byRaman spectroscopy Fourier transform infrared spectroscopy FTIR was used to identifydifferences between non stoichiometric amorphous aluminum phosphate bonding with that ofstoichiometric crystalline one Topography and roughness of coated and un coated surfaceswere investigated by atomic force microscopy AFM The oxidation resistance of thecoatings was evaluated in an electrical furnace at 1100 C for 100 h in air with weightmeasurements performed at regular ten hour intervals Phase composition analysis of thecoatings before and after cyclic oxidation process was performed by X ray diffractometer XRD The surface and cross section morphology of the coatings before and after oxidationtest were observed using scanning electron microscopy SEM analysis equipped with energydispersive spectroscopy of characteristic X rays EDS Thermal analysis of the coatingmaterial showed that the onset temperature of the amorphous to crystalline transformationwith 10 C min 1 heating rate was around 1050 C The presence of graphitic and amorphouscarbon ID IG 0 97 in the coating material structure was confirmed by Raman spectroscopy Based on the FTIR results the amorphous aluminum phosphate owned Al O Al bondingbesides Al O P groups caused by excess aluminum content present in the precursor solution XRD patterns of the synthesized powder confirmed the amorphous structure of aluminumphosphate after drying at 150 C for 2h and after annealing at 500 C for 15 min and theamorphous nanocrystalline structure after annealing at 1100 C for 1h These structures werefurther confirmed by TEM observations According to SEM images a uniform continuousand crack free coating was achieved Surface roughness of the coating was around 6 5 nmaccording to the AFM images Weight change measurements after 100 h oxidation test
استاد راهنما :
محمد حسين عنايتي
استاد مشاور :
كيوان رئيسي
استاد داور :
مسعود عطاپور، علي اشرفي، بهروز موحدي
