بررسي خواص پوشش آنتي باكتريال مس به همراه اكسيد گرافن بر روي زير لايه فولاد زنگ نزن304 به روش آبكاري الكتريكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش جهت ايجاد خواص ضد باكتري، ابتدا نمونه هاي ديسكي شكل با قطر 12 و ضخامت 3 ميلي متر از فولاد زنگ نزن304 در اسيد سولفوريك 65 درصد حجمي فعال سازي و سپس با لايه ي نازكي از نيكل پوشش دهي شد. ضخامت لايه نيكل با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي تعيين و آزمون پلاريزاسيون تافل به منظور بهينه سازي پوشش نيكل انجام شد. سپس با انجام اسكن كاتدي در نرخ روبش10 ميلي ولت بر ثانيه، در مناطق مختلف پلاريزاسيون، پوشش مس در ولتاژهاي 0.6، 1، 1.3، 1.5، 1.8، 2، 2.2 و 2.5 ولت و در زمان ثابت 15 دقيقه اعمال و با ميكروسكوپ الكتروني مورفولوژي و ضخامت پوشش برررسي و پس از انجام آزمون پلاريزاسيون تافل بر روي نمونه ها، از بين آن ها نمونه هاي 1.3، 1.5، 1.8 ،2 و 2.2 انتخاب و بر روي آن ها تفرق اشعه ايكس انجام شد. سپس براي ايجاد يك ضخامت يكنواخت، زمان پوشش دهي بهينه و در نهايت نمونه با ولتاژ 1.3 ولت و با زمان 1980 ثانيه به عنوان نمونه بهينه انتخاب شد. سپس اكسيد گرافن به عنوان ذرات تقويت كننده با در صد هاي 0، 0.2، 0.5 و1 گرم بر ليتر به محلول آبكاري اضافه شد. جهت اطمينان از تشكيل ذرات اكسيد گرافن در پوشش، از طيف‌سنجي مادون ‌قرمز با تبديل فوريه و طيف سنجي رامان و اشعه ايكس استفاده شد كه همگي حضور اكسيد گرافن در پوشش را تاييد نمود. همچنين استحكام چسبندگي پوشش مورد ارزيابي قرار گرفت و مشخص شد كه به دليل مراحل آماده سازي مناسب همه ي پوشش ها در كلاس 5B قرار گرفت. نتايج آزمون زبري سنجي نشان داد كه افزودن اكسيد گرافن به پوشش باعث افزايش زبري سطح نمونه ها شد. براي بررسي آب دوستي نمونه ها، آزمون ترشوندگي انجام و نتايج آزمون نشان داد كه نمونه با مقدار 1 گرم بر ليتر اكسيد گرافن آبدوستي بالاتري دارد. مقاومت به خوردگي پوشش ها با استفاده از آزمون طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون تافل مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد نمونه با مقدار اكسيد گرافن 1 گرم بر ليتر مقاومت به خوردگي بيشتري دارد. جهت ارزيابي اثر ضد باكتريايي سطوح اصلاح شده از آزمون هاله ودر دو نوع باكتري گرم مثبت و گرم منفي استفاده شد. نتايج نشان داد كه تمامي پوشش ها خاصيت آنتي باكتريال دارد و افزودن اكسيد گرافن باعث بهبود خواص آنتي باكتريال پوشش شد در حالي كه فولاد زنگ نزن 304 اصلا خاصيت ضد باكتريايي نداشت.

232228

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان