ایجاد پوشش فوق آبگریز بر سطح آلیاژهای مس
محور پژوهش
مواد پیشرفته و محصولات مبتنی بر فناوری‌های شیمیایی
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی مواد
حوزه پژوهش
فناوری نانو
عنوان
ایجاد پوشش فوق آبگریز بر سطح آلیاژهای مس
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: اخیراً پوشش‌های فوق آب‌گریز به دلیل تر شوندگی کم در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. این پوشش‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد در کاربردهای گوناگونی از قبیل سطوح خود تمیزشونده، ضد مه، ضد یخ زدگی، روانکار، ضد فرسایش، ضد سایش و ضد خوردگی مورد استفاده فراوان قرار گرفته اند. ایجاد یک سطح فوق آب‌گریز بر روی یک شی با استفاده از اثر نیلوفر آبی کار آسانی نیست. خیس شوندگی سطوح جامد با مایعات یک پدیده مهم در زندگی روزانه و همچنین در فرآیندهای صنعتی است. پدیده ی فیزیکی و شیمیایی فوق آبگریزی بیش از یک دهه است که توجه گروه های تحقیقاتی را به خود جلب کرده است. از ویژگی مهم این سطوح، خود تمیزشوندگی است که آن هم ناشی از زاویه کم هیسترزیس در سطوح فوق آبگریز است. خصوصیت یک ماده‌ی آب‌گریز ذاتاً دافعه است. اما باید این سطح را که دافعِ همه چیز است را به روشی مناسب روی سطح چسباند و به آن متصل کرد. فوق آب گریزی معمولا با ترکیب مورفولوژی های مختلف (وابسته به زبری سطح یک یا چندگانه در مقیاس میکرو و نانو) و شیمی سطح به دست آمده است. با توجه به آن که قطره آب چه رفتاری را با سطح جامد دارد، سطوح را می‌توان به آب‌دوست، آب‌گریز و فوق آب‌گریز تقسیم کرد. از اندازه‌گیری زاویه تماس آب اغلب برای مشخصه یابی خیس شوندگی بر روی سطح جامد استفاده شده است. سطح آب‌دوست نیروی جاذبه قوی نسبت به آب دارد در حالی که سطح آب‌گریز قطره آب را نمی‌پذیردعلی رغم پژوهش های زیادی که بر روی ابگریزی سطوح غیر فلزی انجام شده ، بر روی سطوح فلزی از جمله مس، کمتر کار شده که در این پژوهش به این امر پرداخته شده است. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها این پژوهش با همکاری دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه مسینا ایتالیا انجام گرفته است. یکی از موانع مهم در راه تولید انبوه و کاربرد عملی پوشش های فلزی آب گریز در صنایع دریایی، عدم آگاهی از میزان پایداری ساختارهای سلسله مراتبی و در نتیجه رفتار آب گریزی این پوشش ها در برابر اثرات مخرب ناشی از برخورد ذرات ساینده موجود در آب دریا است. از این رو، یکی از اهداف پژوهش حاضر ارزیابی رفتار آب گریزی و میزان پایداری ساختار سلسله مراتبی پوشش نیکل آب گریز در تماس با محلول خورنده-ساینده است. برای این منظور، طراحی و ساخت تجهیزی جهت بررسی تغییرات لحظه ای در نمودارهای طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی پوشش ها در شرایط اغتشاشی در محلول خورنده با موفقیت انجام شد. در زمان های مختلف از آزمون خوردگی-سایشی، زاویه تماس سطح پوشش با آب اندازه گیری و تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی و میکروسکوپی نیروی اتمی از سطح نمونه تهیه شد. به کمک برقراری ارتباط میان تغییرات امپدانس با تغییرات زبری سطح، ریزساختار و آبگریزی پوشش، شروع تخریب در ساختار سلسله مراتبی و تأثیر آن بر رفتار آب گریزی و مقاومت به خوردگی پوشش بررسی شد. در ادامه، نقش عنصر آلیاژِی تنگستن بر آب گریزی و میزان پایداری ساختار سلسله مراتبی نیکل در شرایط خورنده-ساینده ارزیابی شد. مقایسه ای میان رفتار آب گریزی، زبری و ریزساختار سطح، ترکیب شیمیایی و فازی رسوبات نیکل و نیکل-تنگستن صاف و سلسله مراتبی به کمک روش های زاویه سنجی، میکروسکوپی نیروی اتمی، میکروسکوپی الکترونی روبشی، طیف سنجی توزیع انرژی و پراش پرتو ایکس، انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد پوشش ابگریز باخواص مطلوب بر روی سطوح مورد نظر حاصل شده است. تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط





پوشش فوق ابگریز ایجاد شده بر سطح مس با ترکیب و مورفولوژی های مختلف