توصيفگر ها :
دي اكسيد تيتانيم , ريخته گري , سنتز , نانو مواد , سل- ژل , آبگريز , آبدوست , مذاب گريز
چكيده فارسي :
چكيده
در اين پژوهش، هدف از سنتز و پوشش نانو اكسيد تيتانيم ابتدا بررسي آبگريزي نمونه‌هاي پوشش داده شده، و سپس بررسي خواص مذابگريزي اين پوشش‌ها بوده است، در صنايع مختلف مقاومت حرارتي بالاي يك پوشش از اهميت بالايي برخوردار است. مثلا در صنعت ريخته‌گري چسبندگي مذاب به بدنه‌هاي قالب و بوته از معايب بزرگ اين صنعت محسوب مي‌شود. به همين علت اين پروژه تعريف شده است تا بتوان يك پوششي ايجاد كرد كه از لحاظ چسبندگي، كاملا نچسب باشد. در اين پژوهش، نانو اكسيد تيتانيم با استفاده از روش سل-ژل سنتز شد. نمونهها در محلول سل به روش غوطهوري پوشش داده شدند. از محلول سل، پودر اكسيد تيتانيم پس از حرارتدهي سنتز مي‌گردد. براي تعيين فازي از پودر، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) گرفته شد. نتايج نشان مي‌دهد كه پودر اكسيد تيتانيم خالص با فاز آناتاز تشكيل شده است. همچنين از پودر سنتز شده، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) گرفته شد و براي تعيين اندازهي ذرات، از نرم افزار ImageJ استفاده گرديد. تصاوير SEM از پودر اكسيد تيتانيم، اندازه ذرات با ميانگين بين 40 تا 50 نانومتر را نشان داد. از نمونهي شش دفعه پوشش داده شده، تست زاويهي ترشوندگي گرفته شد. همچنين از نمونه خام گرافيتي، تست زاويهي ترشوندگي گرفته شد. نتايج نشان داد كه زاويهي ترشوندگي نمونه خام 59/29 درجه، و نمونهي پوشش داده شده 95/11 درجه بوده است. علت پايين آمدن زاويهي ترشوندگي در نمونهي پوشش داده شده با اكسيد تيتانيم، وجود فاز آبدوست آناتاز بود كه پس از عمليات حرارتي در دماي 600 درجهي سانتيگراد بوجود آمد. از نمونهي شش دفعه پوشش داده شده، آناليز SEM و EDS گرفته شد. مشاهده گرديد ذرات تشكيل شده بر روي سطح 20 ميكرومتر بودند. از نمونه با 50 دفعه پوششدهي شده تست زاويه ترشوندگي گرفته و نتايج نشان داد، زاويهي ترشوندگي در اين پوشش 120 درجه است كه نشاندهندهي آبگريز بودن اين پوشش بود. همچنين از اين پوشش، آناليز SEM گرفته شد. نتايج نشان داد كه اندازه ذرات زير 50 نانومتر شدند. تست زاويهي ترشوندگي مذاب بر روي نمونهي خام گرافيتي و نمونهي پوشش داده شده انجام گرديد. سپس از نرمافزار ImageJ براي اندازهگيري زاويه تماس استفاده شد. تصاوير نشان داد كه زاويهي تماس مذاب با نمونهي پوشش داده شده 659/164 درجه بود. اين زاويه نشاندهندهي يك پوشش خوب و مذابگريز ميباشد. همچنين از نمونهي خام گرافيتي، تست زاويهي ترشوندگي مذاب به روش گفته شده گرفته شد. همچنين زاويهي تماس نمونهي خام، 45 درجه شد. مشاهده شد كه بعد از عمليات ذوبريزي بر روي نمونه پوشش داده شده با نانو اكسيد تيتانيم، به صورت چشمي مشاده شد كه مذاب به راحتي از نمونه جدا شد لذا ميتوان چنين گفت كه اين پوشش در برابر چسبندگي مذاب بسيار مقاوم بوده است.
چكيده انگليسي :
Abstract
In this research, the purpose of synthesis and coating of titanium oxide nanoparticles was first to study the hydrophobicity of coated samples, and then to study the melting properties of these coatings. In different industries, the thermal resistance of a coating is of great importance. For example, in the casting industry, molten adhesion to mold and bushes is one of the major disadvantages of this industry. That's why the project has been defined to create a cover that is completely non-stick in terms of adhesion. In this research, titanium nano-oxide was synthesized using the sol-gel method. Samples were covered with immersion in a solvent solution. From the TB solution, the titanium oxide powder is synthesized after heating. X-ray diffraction (XRD) was used to determine the fuzzy powder. The results show that pure titanium oxide powder is composed of anatase phase. Also, from the synthesized powder, scanning electron microscopy (SEM) images were taken and the ImageJ software was used to determine the particle size. SEM images of titanium oxide powder showed particle size with an average of 40 to 50 nm. A coated six-fold sample was taken to test the wettability angle. Also, a graphite crude sample was taken to test the wettability angle. The results showed that the wettability angle of the raw material was 59.29 ° C and the coated sample
was 11.95 °. The reason for the lowering of the wettability angle in the sample coated with titanium oxide was the presence of an anazase hydrophilic phase, which was formed at a temperature of 600 ° C after thermal treatment. SEM and EDS analyzes were performed from a six-fold sample. It was observed that the particles formed on the surface were 20 micrometers. The sample was coated 50 times with a wetting test and the results showed that the wetting angle in this coating was 120 degrees, indicating the hydrophobicity of the coating. It was also taken from the SEM analysis. The results showed that the particle size was less than 50 nm. Melt wettability angle test was performed on graphite raw material and coated sample. ImageJ software was then used to measure the angle of contact. The images showed that the molten contact angle with the coated sample was 164.69 degrees. This angle indicates a good, melt-covered coating. Also, a graphite crude specimen was used to test the molten wettability angle in the above mentioned method. Also, the contact angle of the raw sample was 45 degrees. It was observed that after the melting operation on a titanium oxide-coated sample, an ophthalmic membrane was readily removed from the sample so it could be said that the coating was very resistant to molten adhesion.
