رسوبدهی الکتروفورتیک نانو نیترید تیتانیوم روی زیرلایه فولاد زنگنزن ۴۳۰
عنوان اصلي به زبان ديگر
Electrophoreteic Deppsiton of TiN Nanoparticles on the Surface of ۴۳۰ Stainless Steel
نام نخستين پديدآور
/ساناز ستارنژاد گلچین
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: فنی مهندسی مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
نام توليد کننده
، افشار
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۸۴ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
ارشد
نظم درجات
مهندسی مواد
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۰۶/۲۰
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
یکی از موادی که برای ایجاد پوششهای تزیینی بر روی زمینههای فلزی استفاده میشود، نیترید تیتانیوم (TiN) است TiN .به عنوان یک ماده سخت با خواص عالی مانند هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، بهبود سختی، مقاومت به سایش خوب، نقطه ذوب بالا و پایداری شیمیایی بالا به عنوان پوشش حرارتی یا شیمیایی و پوشش محافظ روی ابزار برش و ابزار جراحی و در کاشت ایمپلنت و پوششهای تزیینی در اجزای معماری استفاده شده است .فرایند رسوب دهی الکتروفورتیک(EPD) ، یک فرایند کلوییدی شامل حرکت ذرات باردار در سوسپانسیون در اثر اعمال میدان الکتریکی و رسوب ذرات باردار بر روی زیر لایه رسانا است .این روش به دلیل سادگی، هزینه کم، امکان استفاده برای شکلهای پیچیده و قابلیت استفاده در مقیاسهای بزرگتر، توجه زیادی را به خود جلب کرده است .هدف از این پژوهش ایجاد لایههای TiN روی فولاد زنگنزن ۴۳۰ به روش EPD است .برای این منظور، ابتدا پایداری نانوذرات TiN در حلال ایزوپروپیل الکل، بدون پراکندهساز و در حضور یک پلیمر کاتیونی به نام پلیاتیلنایمین (PEI) در مقادیر۵/۰ ،۱ ،۵/۱ ،۲ ، ۵/۲ و ۳ درصد وزنی به عنوان پراکندهساز بررسی شد .با بررسی نتایج به دست آمده از تصاویر ماکروسکوپی، پتانسیل زتا، میانگین اندازه ذرات مقدار ۵/۱ درصد وزنی PEI به عنوان مقدار بهینه انتخاب شد .پس از تهیه سوسپانسیون پایدار، فرایند پوششدهی در ولتاژهای۲۰ ،۲۵ ، ۳۰ و ۳۵ ولت و در زمان های۱ ،۳ ، ۵ و ۷ دقیقه انجام شد .با بررسی تصاویر میکروسکوپی الکترونی (SEM) و ماکروسکوپی و نتایج تغییرچگالی جریان، پوششهای به دست آمده در ولتاژ اعمالی۲۵ ولت و زمان رسوبصدهی ۵ دقیقه به عنوان بهترین پوشش خام انتخاب شدند .در ادامه پوششهای به دست آمده تحت عملیات حرارتی تفجوشی تا دمای C۱۲۰۰به مدت ۱ ساعت قرار گرفتند و ریز ساختار پوششهای به دست آمده به وسیله SEM بررسی شد .نتایج الگوی پراش اشعه ایکس نشان داد، بعد از عملیات حرارتی، به غیر از پیکصهای اصلی نیترید تیتانیوم هیچصگونه فاز ثانویه دیگری مشاهده نمیصشود که نشانگر موفقیت آمیز بودن عملیات تفصجوشی در اتمسفر آرگون است .انجام تفصجوشی در دمای ۱۲۰۰ Cبه مدت ۱ ساعت باعث افزایش تراکم ذرات، کاهش تخلخل و افزایش چسبندگی بین اجزای پوشش شد .چگالی جریان خوردگی و پتانسیل خوردگی برای نمونه پوششدهی شده A/cm۲ ۳۷وmV (vs. SCE) ۴۵۳ - و برای فلز پایه بیپوشش A/cm۲ ۳/۶وmV (vs. SCE) ۳۳۲ - به دست آمدند .بنابراین نتایج حاصل از آزمون خوردگی نشان داد اعمال پوشش TiN روی فولاد زنگ نزن فریتی باعث افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش سرعت خوردگی می-شود
متن يادداشت
Titanium nitride is one of the materials used for create decorative coatings on metal substrates. TiN as a hard material with excellent properties such as high electrical and thermal conductivity, hardness improvement, good abrasion resistance, high melting point, high chemical stability, over time as a thermal or chemical coating and protective coating on cutting tools and surgical instruments, implants and decorative coatings have been used in architectural components. The electrophoretic deposition process, a colloid process, involves the movement of charged particles in the suspension due to the application of an electric field and the precipitation of charged particles on a conducting substrate. This technique has attracted more attention because of its simplicity, low cost, the ability to use for complex shapes and usability on larger scale. The purpose of this research is to create TiN films on 430 stainless steel by EPD method. For this purpose, the stability of TiN nanoparticles in a solvent of isopropyl alcohol without dispersant and in the presence of a cationic polymer of polyethyleneimine (PEI) at 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 wt was considered as a dispersant. By examining the results of macroscopic images, zeta potential, the mean particle size of PEI of 1.5 by weight was selected as the optimum value. After providing a stable suspension, the coating process was carried out at voltages of 20, 25, 30.35 V at 1, 3, 5, 7 minutes. By examining microscopic and macroscopic images and the results of the change in current density, the coatings were selected at the applied voltage of 25 volts and the precipitated time of 5 minutes as the best coating. Subsequently, coatings were subjected to sintering heat treatment up to 1200 C for 1 hour. The microstructure of coatings obtained by SEM was investigated to determine the optimum composition of the coating. The results of the X-ray diffraction pattern showed that after the thermal treatment, apart from the main peaks of the titanium nitride, no secondary phase was observed, indicating the success of the sintering operation in the argon atmosphere. Performing sintering thermal treatment at 1200 C for 1 hour increased particle density, decreased porosity and increased adhesion between coating components. Corrosion current density and corrosion potential were obtained for a coating sample of 37 A.cm-2 and -453 (mv vs. SCE) and 6.3 A.cm-2 and -332 (mv vs. SCE) for an uncoated substrate. Therefore, the results of the corrosion test showed that the TiN coating on ferritic stainless steel increases the corrosion resistance and decreases the corrosion rate
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Electrophoreteic Deppsiton of TiN Nanoparticles on the Surface of ۴۳۰ Stainless Steel
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )