اثر پارامترهاي سنتز سل-ژل پوشش آبگريز نانو اكسيد تيتاتيم بر روي زير لايه گرافيتي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

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.

212028

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

تقي اصفهاني، حسن شريفي

رضا اميني نجف آبادي