عنوان

رفتار خوردگی پوشش کامپوزیتی پایه پلی پیرول- هیدروکسی آپاتیت ایجاد شده به روش ترسیب الکتروشیمیایی

IR

۴۶۳۵پ

فارسی

IR

رفتار خوردگی پوشش کامپوزیتی پایه پلی پیرول- هیدروکسی آپاتیت ایجاد شده به روش ترسیب الکتروشیمیایی

[پایان‌نامه]

Corrosion behavior of polypyrrole-hydroxyapatite based composite coatings

/سعیده معصومی خسروشاهی

: مهندسی مواد

، ۱۴۰۱

۱۰۸ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی مواد- خوردگی و حفاظت مواد

۱۴۰۱/۰۴/۰۱

صنعتی سهند

در تحقیق پیش رو، پوشش تک لایه پلی‌پیرول و دولایه کامپوزیتی پلی‌پیرول/پلی‌پیرول-هیدروکسی آپاتیت به روش ترسیب الکتروشیمیایی( الکتروپلیمریزاسیون) و به منظور بهبود رفتار خوردگی آلیاژAZ ۳۱ منیزیم ایجاد و مورفولوژی، ترکیب شیمیایی پوشش‌ها، آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز، ترشوندگی، زبری سطح، و رفتار خوردگی پوشش‌ها در محیط رینگر بررسی شد .در ابتدا نحوه ایجاد پوشش تک لایه و تاثیر غلظت مونومر و ولتاژ اعمالی بر روی فرآیند الکتروپلیمریزاسیون پیرول بر روی منیزیم بررسی شد .پس از این مرحله و بهینه سازی شرایط آزمایش، سه پوشش ایجاد شده از غلظت M ۰/۱ پیرول تحت ولتاژV ۳، غلظت M ۰/۲ پیرول تحت ولتاژV ۲/۵، و غلظت M ۰/۲ پیرول تحت ولتاژV ۳ با توجه به ظاهر یکنواخت و بی‌نقصشان برای بررسی‌های دقیق‌تر انتخاب شدند .تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی پوشش‌های حاصل نشان داد که پوشش‌ها مورفولوژی گل‌کلمی متخلخل داشته و با تغییر ولتاژ و غلظت مونومر، فشردگی، یکنواختی، اندازه دانه، و مقدار تخلخل‌ها تغییر می‌کند .پوشش ایجاد شده در غلظت M ۰/۲ پیرول تحت ولتاژV ۳ نسبت به دو پوشش قبلی انتخاب شده فشرده‌تر بوده و سطح یکنواخت‌تری دارد .همچنین زبری سطح این پوشش nm ۰/۱▒۴۳/۷ است .پوشش‌های تشکیل شده ماهیت آبدوست داشته و پوشش ایجاد شده در غلظت M ۰/۲ پیرول تحت ولتاژV ۳، با زاویه ترشوندگی ░۰/۳▒۷۴، دارای بیشترین زاویه ترشوندگی بین نمونه‌های بررسی شده است .زاویه ترشوندگی آلیاژAZ ۳۱ منیزیم بعد از اعمال پوشش پلیمری ۴۵ افزایش یافته است .نتایج آزمون پلاریزاسیون نشان داد که اعمال پوشش پلیمری باعث کاهش جریان خوردگی و مثبت‌تر شدن پتانسیل خوردگی در تمام نمونه‌ها شده است .با این حال پوشش ایجاد شده در غلظت M ۰/۲ تحت ولتاژV ۳ با توجه به یکنواختی، فشردگی، و کم بودن تخلخل‌ها باعث مقاومت بیشتر آلیاژ منیزیمAZ۳۱ در محیط رینگر شده است، به طوریکه چگالی جریان خوردگی ۷ مرتبه کاهش یافته است .نتایج آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نیز این نتیجه را تایید کردند .بر اساس نتایج آزمون چسبندگی، پوشش اشاره شده دارای بهترین معیار چسبندگی در بین پوشش‌های انتخاب شده است .چسبندگی پوشش ایجاد شده از غلظت M ۰/۱ پیرول تحت ولتاژV ۳، ۰ Bبود که با افزایش غلظت به۴ Bافزایش یافت .طبق نتایج بدست آمده، پوشش ایجاد شده در غلظت M ۰/۲ پیرول تحت ولتاژV ۳ به عنوان لایه اول انتخاب شد تا لایه کامپوزیتی بر روی آن اعمال شود .در ادامه ذرات هیدروکسی آپاتیت به روش کلسیناسیون از استخوان قلم گاو تولید شدند .نتایج XRD نشان داد که تولید ذرات هیدروکسی آپاتیت با این روش موفقیت آمیز بوده است .ذرات سنتز شده دارای مورفولوژی کروی بوده و قطر آنها بین nm ۶۰-۸۰۰ است .پوشش‌های دولایه پلی‌پیرول /پلی‌پیرول- هیدروکسی آپاتیت با درصدهای مختلف وزنی هیدروکسی آپاتیت .(wt ۵،۳،۱) ایجاد شدند .تصاویر آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دادند که در پوشش دولایه کامپوزیتی با .wt ۳ هیدروکسی آپاتیت، ذرات به طور یکنواخت در زمینه پلیمری قرار گرفته‌اند .با افزایش مقدار ذرات در پوشش به .wt ۵، ذرات آگلومره شده و کیفیت ظاهری پوشش افت کرد .بر اساس نتایج آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی، افزودن ذرات هیدروکسی آپاتیت باعث افزایش زبری پوشش پلی‌پیرول شده است .بر اساس نتایج حاصل از زبری سطح، زبری سطح پلی‌پیرول نسبت به حالت کامپوزیتی ۲۰ افزایش یافته است .نتایج آزمون پلاریزاسیون نشان داد که کم‌ترین چگالی جریان خوردگی و نجیب‌ترین پتانسیل خوردگی در بین پوشش‌های کامپوزیتی مربوط به پوشش با .wt۳ هیدروکسی آپاتیت است .بر اساس آزمون امپدانس الکتروشیمیایی، این پوشش دارای بزرگترین حلقه خازنی و بیشترین مقاومت به خوردگی در بین نمونه‌های کامپوزیتی است .همچنین این پوشش بهترین رفتار خوردگی در بین تمام نمونه‌های بررسی شده نیز دارد .بر اساس نتایج حاصل از آزمون‌های انجام شده، پوشش کامپوزیتی با .wt ۳ هیدروکسی آپاتیت به عنوان پوشش بهینه درجهت افزایش مقاومت به خوردگی منیزیم انتخاب شد.

0.2 nm. The results of the polarization test showed that the lowest corrosion current density and the noblest corrosion potential among the composite coatings are related to the 3 wt. hydroxyapatite coating. Based on the electrochemical impedance test, this coating has the largest capacitor loop and the highest corrosion resistance among composite samples. Also, this coating has the best corrosion behavior among all single-layer samples. Based on the results of the tests, the composite double-layer coating with 3 wt. hydroxyapatite was chosen as the optimal coating to increase the corrosion resistance of magnesium.▒has the highest contact angle among the investigated samples. Polarization tests showed that the formed polymer coatings reduced the corrosion current density and improved the corrosion potential in all samples. However, the coating formed at 0.2 M pyrrole concentration under the applied voltage of 3V had the most corrosion resistance among samples due to the uniformity, compactness, and low porosity. The corrosion current density of this sample was 7 times lower than the bare AZ31. The results of the electrochemical impedance tests also confirmed this result. Based on the adhesion test results, the mentioned coating had the best adhesion strength among the selected coatings. According to the obtained results, the coating formed at 0.2 M concentration of pyrrole under 3V was selected as the first layer. For producing composite coatings, at first, hydroxyapatite particles were synthesized by calcination method from Bovine bone. XRD results showed that hydroxyapatite particles were successfully produced by the calcination method. The synthesized particles have a spherical morphology and their diameters were between 60-800 nm. Polypyrrole/polypyrrole-hydroxyapatite double-layer coatings were created with different amounts of hydroxyapatite (1, 3, 5 wt. ). The SEM images showed that the composite coating with 3 wt. hydroxyapatite, had a uniform distribution of hydroxyapatite particles in the polymer matrix. By increasing the amount of particles in the coating to 5 wt. , particles were agglomerated and the quality of the coating decreased. AFM results showed that the coating with 3 wt. hydroxyapatite particles has the lowest surface roughness. The surface roughness of this coating is 26.8 ,░0.3▒0.1 nm. The formed coatings were hydrophilic in nature. The coating developed at the 0.2M pyrrole concentration under 3V, with a contact angle of 74▒In the recent research, in order to improve the corrosion behavior of magnesium AZ31 alloy, single-layer polypyrrole and double-layer polypyrrole-hydroxyapatite composite coatings were developed through the electrochemical deposition method (electropolymerization). The coatings characteristics and properties such as morphology, chemical composition, Fourier transform analysis Infrared, wettability, surface roughness, and corrosion behavior was investigated. At first, the effect of monomer concentration and applied voltage on the electropolymerization process of pyrrole on magnesium were investigated. After optimizing these parameters, three coatings which were prepared with 0.1 and 0.2 M of pyrrole concentrations under the applied voltages of 2.5 and 3V, were selected for further investigations according to their impeccable appearance. The SEM images of these coatings showed that coatings had a porous cauliflower morphology and the compactness, uniformity, grain size, and amount of porosity changed with the change of voltage and monomer concentration. The coating formed at 0.2 M concentration of pyrrole under 3V applied voltage was denser in comparison to the two previous coatings and had a more uniform surface. Also, the surface roughness of this coating was 43.7

ba

Corrosion behavior of polypyrrole-hydroxyapatite based composite coatings

آلیاژ AZ۳۱ منیزیم

پلی‌پیرول

پوشش کامپوزیتی

هیدروکسی آپاتیت

رفتار مقاومت به خوردگی

AZ31 magnesium alloy; poly-pyrrole; composite coating; hydroxyapatite; Corrosion resistance behavior

آلیاژ AZ۳۱ منیزیم‌؛ پلی‌پیرول‌؛ پوشش کامپوزیتی‌؛ هیدروکسی آپاتیت‌؛ رفتار مقاومت به خوردگی

معصومی خسروشاهی، سعیده

مهدوی، سهیل، استاد راهنما

اطمینان‌فر، محمدرضا، استاد راهنما

ایران

20230913

مواد ،۷۰۶۹۹ ،۱۴۰۱

ل‌وریپ‍ ی‌لپ‍ ه‌یاپ‍ ی‌تیزوپماک‍ ش‌شوپ‍ ی‌گدروخ‍ راتفر- ی‌یایمیشورتکلا ب‌یسرت‍ ش‌ور ه‌ب‍ ه‌دش‍ داجیا ت‌یتاپآ ی‌سکوردیه‍.pdf

عادی

عادی

11152.pdf

p70699.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۶۳۵

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y