عنوان

بررسی پوشش ایجاد شده به روش لایه‌نشانی الکتروفورتیک با استفاده از نانوذرات ‮‭YSZ‬ دارای پوسته نیکل بر روی سوپرآلیاژ اینکونل‮‭۶۰۰‬,‮‭Investigation of the coating created by electrophoretic deposition of nickel coated YSZ nanoparticles on the Inconel ۶۰۰ superalloy‬

Number

‭۲۲۱۱۵پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی پوشش ایجاد شده به روش لایه‌نشانی الکتروفورتیک با استفاده از نانوذرات ‮‭YSZ‬ دارای پوسته نیکل بر روی سوپرآلیاژ اینکونل‮‭۶۰۰‬

Parallel Title Proper

‮‭Investigation of the coating created by electrophoretic deposition of nickel coated YSZ nanoparticles on the Inconel ۶۰۰ superalloy‬

First Statement of Responsibility

/بابک علوی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۸‬

Name of Manufacturer

، افشاری

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۳۲‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی مواد

Date of degree

‮‭۱۳۹۸/۰۶/۱۴‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

در این پژوهش با پوشش دادن فلز نیکل بر روی نانوذرات زیرکونیای پایدار شده با ایتریا ‮‭(YSZ)‬ و ایجاد ذرات نانوکامپوزیتی هسته-پوسته‮‭YSZ - Ni‬و رسوب‌گذاری این ذرات فرآوری شده بر روی سطح سوپرآلیاژ اینکونل ‮‭۶۰۰‬ با روش الکتروفورتیک سعی شده است که خواص پوشش سرامیکی ایجاد شده بهبود یابد .به این منظور، ابتدا فعال‌سازی کاتالیستی سطح نانوذرات ‮‭YSZ‬ با استفاده از عنصر پالادیوم، ابتدا با روش متداول فعال‌سازی دو مرحله‌ای و سه روش‌های فعال‌سازی تک مرحله‌ای اعم از استفاده از سل‮‭Sn- Pd‬، احیای یون پالادیوم و ترسیب هیدروکسید پالادیوم مورد بررسی قرار گرفت و سعی شد تا پوشش الکترولس نیکل خالص بر روی نانوذرات اعمال شود .ذرات به‌دست آمده در هشت الکترولیت معلق شده و پایدارسازی این سوسپانسیون‌ها با افزودن پراکنده‌سازهای ید، پلی وینیل‌پیرولیدون و پلی اتیلن‌ایمین انجام شده و از ترکیب سوسپانسیون‌های پایدارتر برای رسوب‌گذاری الکتروفورتیک بر روی سطح زیر لایه فلزی مورد نظر استفاده شد .پوشش‌های خام به‌دست آمده در شرایط مختلف از لحاظ وزن و مورفولوژی پوشش مورد بررسی قرار گرفتند و سپس عملیات حرارتی بر روی پوشش‌ها انجام گرفت .طیف‌های پراش پرتو ایکس ‮‭(XRD)‬ و تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری ‮‭(TEM)‬ به همراه نمودارهای حاصل از مغناطیس‌سنجی نمونه مرتعش ‮‭(VSM)‬ و آنالیز حرارتی هم‌زمان ‮‭(STA)‬ از پودرهای فرآوری شده نشان داد که پوشش نیکل خالص مورد نظر، بسته به میزان نیکل موجود در حمام الکترولس، با ضخامتی در حدود ‮‭nm ۵‬ و بیشتر پیرامون نانوذرات ‮‭YSZ‬ ایجاد شده و فعال‌سازی با روش‌های تک‌مرحله‌ای ارائه شده، در حمام‌هایی با غلظت‌هایی بین ‮‭۵/۰‬ تا ‮‭mM ۸‬ کلرید پالادیوم با موفقیت انجام شده است .طبق نتایج آنالیز طیف‌سنجی جذب اتمی ‮‭(AAS)‬ به‌نظر می‌رسد که کارایی حمام الکترولس نیکل تحت شرایط انجام شده در این پژوهش مستقل از میزان ذرات کاتالیست افزوده شده بر روی سطح نانوذرات سرامیکی اولیه بوده است .در مطالعه پایداری سوسپانسیون‌ها، مشاهده شد که دو سوسپانسیون استون حاوی ید با غلظت ‮‭۴/۰‬ درصد وزنی و ایزوپروپیل الکل حاوی پلی اتیلن‌ایمین با غلظت ‮‭۵/۱‬ درصد وزنی از ذرات سوسپانسیون با غلظت ‮‭g/l ۱۰‬ ذرات‮‭YSZ- Ni‬، پایداری بهتری در بین نمونه‌ها داشته‌اند .تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ‮‭(SEM)‬ و نتایج توزین پوشش‌های خام نشان داد که وجود نیکل بر روی سطح نانوذرات ‮‭YSZ‬ موجب بهبود خواص و پارامتر چسبندگی در فرآیند رسوب‌گذاری الکتروفورتیک شده است .با انجام این فرآیند در سوسپانسیون استون در ولتاژ ‮‭۳۵‬ ‮‭V‬ و زمان ‮‭۳۰‬ دقیقه پوشش خام‮‭YSZ - Ni‬با ضخامت متوسط ‮‭۴۱‬ ‮‭m‬ حاصل شد که پس از انجام فرایند تف‌جوشی به مدت ‮‭۳‬ ساعت در دمای ‮‭۱۱۰۰‬ ‮‭C‬، پوشش یکنواخت سرامیکی بر روی سطح آلیاژ اینکونل ‮‭۶۰۰‬ حاصل شد .بر اساس نتایج حاصل از آزمون‌های چسبندگی مطابق با استانداردهای ‮‭۳۳۵۹ASTM D‬ و ‮‭۳۱۹۸ VDI‬ مشاهده شد که پوشش نهایی از چسبندگی قابل قبولی بر روی سطح زیرلایه فلزی برخوردار بوده است

Text of Note

In this study, it has been tried to improve the properties of a ceramic coating on a metallic surface by an innovative point of view by coating of nickel metal on yttria-stabilized zirconia (YSZ) nanoparticles, and the formation of Ni-YSZ core-shell nanocomposite particles and depositing these processed particles on the Inconel 600 superalloy surface by means of the electrophoretic deposition (EPD) procedure. So, at the first, catalytic activation of the nanoparticles surface by palladium element was investigated by the conventional double-step activation method and three single-step activation methods. Then, nickel is plated on the YSZ nanoparticles via electroless deposition method. The particles were suspended in the eight electrolytes and the stabilization of these suspensions was accomplished by adding Iodine, Polyvinylpyrrolidone and Polyethylenimine as dispersant additives and more stable suspensions were used for EPD of the particles on the underlying metallic substrate. The weight and coating morphology of the green coatings which have been obtained under different conditions were evaluated and then, heat treatment was performed. The X-ray diffraction patterns (XRD) and the transmission electron microscopy (TEM) images, along with the graphs obtained by the vibrating sample magnetometer (VSM) and simultaneous thermal analysis (STA) of the processed powders, showed that the expected pure nickel coating, depending on nickel amount in electroless bath, with around 5 nm thickness and more, has been created on the YSZ nanoparticles and the activation with the provided single step methods has been successful in the baths containing 0.5 to 8 mM Palladium Chloride.The results of the atomic absorption spectrometry (AAS) proved that the performance of the electroless nickel bath under the circumstances of this study was almost independent from the amount of catalyst particles which were added onto the surface of the nanoparticles. After analyzing electrolytes and adding various dispersing agents, it was observed that the Acetone suspension containing 0.4 wt of solids Iodine and the Isopropyl Alcohol suspension containing 1.5 wt of solids Polyethyleneimine have had better stability among the samples. The Ni-YSZ green coating which was produced by EPD at voltage of 35 V and deposition time of 30 min in the Acetone with thickness of 41 m was sintered in 1100 C for 3 hours and finally a uniform ceramic coating was formed on the metallic surface. According to ASTM-D-3359 and VDI-3198 standards test results, the final coating has had an acceptable adherence to the substrate

Parallel Title

‮‭Investigation of the coating created by electrophoretic deposition of nickel coated YSZ nanoparticles on the Inconel ۶۰۰ superalloy‬

علوی، بابک

Alavi Bolfeh Teymouri, Babak

آقاجانی، حسین، استادراهنما

رسولی، علی، استادراهنما

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی