شماره راهنما :
1980 دكتري
پديد آورنده :
عادل مهربان، فرشته
عنوان :
توسعه راهكاري نوين جهت اصلاح سطح مس و ايجاد پوشش‌هاي پايه گرافن به منظور بهبود خواص سطح
گرايش تحصيلي :
مهندسي مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 118ص: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كيوان رئيسي، فتح الله كريم زاده
توصيفگر ها :
گرفت الكتروشيميايي , پوشش اكسيد گرافن , لايه مياني , p-PBDS , نمك ديازونيوم 4-دودسيل بنزن , آب‌گريزي , مقاومت به خوردگي
استاد داور :
بهروز شايق، مسعود عطاپور، مهران نحوي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/08/29
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/09/01
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
In this study, various aryldiazonium salts were electrografted on a copper substrate. Based on the structure and the wettability of the functionalized surface two proper aryldiazonium salt [p phenylenebis(diazonium) salt (p-PBDS) and 4-dodecylbenzendiazonium salt] was chosen to achieve two aims. The first is, the modification of the copper surface in order to attachment of graphene oxide, And the second, fabricating a highly hydrophobic surface with enhanced corrosion performance. the protocol of the first aim consisted of covalently modifying Cu in an electrografting process using the p phenylenebis(diazonium) salt (p-PBDS) followed by immersion in a basic GO suspension. As a result, the presence of the p-PBDS interlayer facilitated the assembling of GO in a multilayered film. Potentiodynamic polarization results demonstrated that the coupling of GO with p-PBDS interlayer decreased current density by a factor of 5 and intensively prolongs the diffusion pathways for an aggressive solution toward the substrate. The protocol of the second aim consisted of the fabrication of a highly hydrophobic nickel film with a micro-nano structure using the electrodeposition process followed by the modification with 4-dodecylbenzendiazonium salt. The wettability of the micro-nano nickel film was increased from 7° for as-prepared nickel coating to 140° after modification with 4-dodecylbenzendiazonium salt and it was unchanged by storing 7 days in the air. The highly hydrophobic coating significantly decreased the corrosion currents densities (icorr), indicating an improvement in corrosion performance.
استاد راهنما :
كيوان رئيسي، فتح الله كريم زاده
استاد داور :
بهروز شايق، مسعود عطاپور، مهران نحوي
