شماره مدرك :
19413
شماره راهنما :
16799
پديد آورنده :
دانش نيا، علي
عنوان :

ايجاد پوششهاي فوقآبگريز پايه نيكل و كبالت با رسوب دهي الكتريكي سريع و تك مرحلهاي: بررسي و مقايسه بلندمدت رفتار خوردگي، ضد يخ زدگي و خود تميزشوندگي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
خوردگي و حفاظت از مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
دوازده، 86ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
فوق آبگريزي , پوشش نيكل , پوشش كبالت , رسوب دهي الكتريكي , مقاومت به خوردگي , خودتميزشوندگي , ضد يخ زدگي
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/02/17
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/02/18
كد ايرانداك :
23015841
چكيده فارسي :
سطوح فوق¬آبگريز به سبب خواص بسيارشان از جمله خود¬تميزشوندگي، مقاومت به خوردگي، ضد يخ¬زدگي و روغن¬گريزي مورد توجه بسيار قرار گرفته¬اند. پوشش‌هاي فوق آبگريز به عنوان يك روش اصلاح سطح زيرلايه¬ مسي مي‌توانند كاربردهاي صنعتي بسياري از جمله الكترونيك و هوافضا را گسترش دهند. نيكل و كبالت به دليل مقاومت بالا در برابر خوردگي، خواص مكانيكي مطلوب و امكان رشد سلسله-مراتبي روي زيرلايه مس، گزينه¬هاي مناسبي براي اينجاد پوشش¬هاي فوق¬آبگريز هستند. در اين پژوهش، براي ساخت پوشش¬هاي نيكل و كبالت فوق¬آبگريز با ساختار سلسله¬مراتبي روي زيرلايه مس، از يك فرايند رسوب¬دهي الكتريكي سريع و تك مرحله¬اي در حمام ميريستاتي استفاده شد. براي پوشش نيكل، سطوح مختلف با ساختارهاي قارچ مانند با تنظيم ولتاژ رسوب¬دهي به دست آمد. پوشش نيكل به دست آمده در 35 ولت به خاطر توزيع يكنواخت¬ و تراكم مناسب¬تر خوشه¬هاي حاصل در ساختار سطحي كه شرايط به¬دام افتادن هواي بيشتري را مهيا مي¬كند، از آبگريزي بالاتر و به سبب آن مقاومت خوردگي بهتري نسبت به پوشش¬هاي ديگر بدست آمده در ساير ولتاژ¬ها برخوردار بود. طبق نتايج به‌دست‌آمده، پوشش نيكل زاويه تماس قطره آب بالاتري (°3/172) را نسبت به پوشش كبالت (°6/155) ارائه داد. همچنين، ¬انجماد كامل قطره آب روي سطح را 6 دقيقه بيشتر از پوشش كبالت به تأخير انداخت. انرژي سطحي هر دو پوشش به‌قدري پايين بود كه پوشش¬ها از روغن¬گريزي بالايي نيز برخوردار¬ بودند. مطابق با نتايج طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي، مقاومت انتقال بار بسيار بالاي 2370 و kΩ.cm2756 به ترتيب براي پوشش نيكل و كبالت پس از رسيدن به پايداري پتانسيل در محلول 5/3 درصد NaCl حاصل شد. پس از 16 روز غوطه¬وري در محلول خورنده، همچنان زاويه تماس بالايي به ترتيب°7/128 و °6/98 درجه براي پوشش نيكل و كبالت حاصل شد. پايداري پوشش¬هاي فوق¬آبگريز نيكل و كبالت در اتمسفر محيط طي 5 ماه مورد ارزيابي بررسي شد. زاويه تماس قطره آب طي هر ماه حدود 3 درصد براي پوشش نيكل و 4 درصد براي پوشش كبالت كاهش يافت. اگرچه خواص ترشوندگي پوشش كبالت ضعيف¬تر از پوشش نيكل ارزيابي شد، اما خاصيت خودتميزشوندگي بهتري از پوشش نيكل داشت بطوري كه عبور يك سوم تعداد قطرات آب جهت تميز¬سازي مسير حركت قطرات از ذرات آلومينا كافي بود.
چكيده انگليسي :
Superhydrophobic surfaces have received lots of attention due to their diverse properties, including self-cleaning, corrosion resistance, anti-icing, etc. Superhydrophobic coatings as a surface modification method for the copper substrate can expand many industrial applications such as electronics and aerospace. Owing to their notable corrosion resistance, advantageous mechanical characteristics, and the potential for hierarchical expansion on a copper substrate, nickel and cobalt emerge as viable choices for the development of superhydrophobic coatings. In this work, a rapid and one-step electrodeposition process was used to fabricate superhydrophobic nickel and cobalt coatings with a hierarchical structure from meristic baths on copper substrates. For nickel coating, different surfaces with mushroom-like structures were obtained by adjusting the deposition voltage. The nickel coating obtained at 35 V showed higher hydrophobicity and better corrosion resistance due to the uniform distribution and more appropriate density of the resulting clusters in the surface structure, which provides more trapped air compared to other voltages. According to the obtained results, the nickel coating has achieved a higher contact angle (172.3°) than the cobalt coating (155.6°). Indeed, it delays the complete freezing of the water drop on the surface 6 min more than the cobalt coating. The surface energy of both coatings was so low that the coatings had acceptable oleophobicity. According to the results of electrochemical impedance, very high charge-transfer resistances of 2370 and 756 kΩ.cm2 were obtained for nickel and cobalt coatings, respectively, after relaxation in 3.5 wt.% NaCl solution. After 16 days of immersion in the aggressive solution, high contact angles of 128.7° and 96.8° were obtained for nickel and cobalt coatings, respectively. The stability of nickel and cobalt superhydrophobic coatings in the ambient atmosphere was eva‎luated for 5 months. The contact angles were decreased by 3 % for nickel and 4 % for cobalt coating per month. Although the wetting properties of the cobalt coating were weaker than the nickel coating, it showed better self-cleaning properties where 1/3 numbers of water droplets were enough to clean the droplet pathways from alumina particles.
استاد راهنما :
كيوان رئيسي
استاد مشاور :
پريناز صاحي
لينک به اين مدرک :

بازگشت