بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش پوشش های هیبریدی آلی- غیر آلی با استفاده از پیش ماده های تترااتیل اورتوسیلیکا TEOS ، گلیسایداکسی پروپیل تری متوکسی سیلان - GPTMS - ، زیرکونیوم تتراپروپوکساید - TPOZ - و سریم نیترات هگزاهیدرات به عنوان عامل بازدارنده خوردگی به روش سل- ژل تهیه شد. پوشش ها به روش غوطه وری بر زیرلایه آلیاژ آلومینیوم 6061 اعمال شد. ارزیابی سطح پوشش های اعمال شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی - FE-SEM - انجام شد. چسبندگی پوشش به زیرلایه به دو روش کمی و کیفی مورد بررسی قرار گرفت. آزمون پتانسیودینامیک سیکلی جهت ارزیابی رفتار خوردگی و حساسیت به حفره دار شدن انجام شد. نتایج نشان داد که پوشش ها دارای چسبندگی مناسبی به زیرلایه بودند. حداقل استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه 2/54 و حداکثر استحکام چسبندگی 7/39 مگاپاسکال بود. بررسی رفتار خوردگی نشان داد که دانسیته جریان خوردگی نمونه های پوشش داده شده 102 تا 106 برابر نسبت به آلیاژ آلومینیوم 6061 بدون پوشش کاهش یافت. افزودن TPOZ و سریم نیترات به ترکیب پوشش باعث کاهش دانسیته جریان خوردگی شد. پوشش های بدون ترک بر خلاف آلیاژ آلومینیوم 6061 مستعد به حفره دار شدن نبودند.
مقدمه
آلیاژهای آلومینیوم باتوجه به خواص و ویژگی های مناسبی که دارا هستند مورد توجه صنایع مختلف به ویژه صنایع هوا-فضا و صنایع دریایی می باشند. افزودن عناصر آلیاژی نظیر مس، روی، سیلیسیم و منیزیم به ترکیب آلومینیوم و انجام عملیات حرارتی به منظور ایجاد خواص بهینه در آلیاژ می باشد. اما عملیات حرارتی که بر روی این آلیاژها انجام می شود باعث رسوب ذرات در مرزدانه ها شده و در نتیجه نواحی فقیر از عناصر آلیاژی در اطراف مرزدانه ها ایجاد می شود. این ذرات می توانند محل های مناسبی برای شروع خوردگی موضعی به ویژه خوردگی حفره ای و خوردگی مرزدانه ای باشند. با توجه به اینکه در صنایع دریایی و هوا-فضا اجزا در معرض خوردگی و فرسایش توسط جریان سیال قرار دارند، بهبود خواص سطحی نظیر مقاومت خوردگی ضروری می باشد. یک راه عمومی برای حفاظت آلومینیوم از خوردگی اعمال پوشش های محافظ است. مؤثرترین سیستم حفاظت آلومینیوم در برابر خوردگی شامل کرومات ها می باشد - . - Osborne, 2001 تلاش های زیادی به منظور بهبود مقاومت خوردگی در قالب پوشش های تبدیلی کروماته، فسفاته و موارد دیگر صورت گرفته است. تا به امروز حفاظت از آلیاژهای آلومینیوم در برابر خوردگی به طور گسترده بر پایه پوشش های کروم شش ظرفیتی بوده است. اما به دلیل سمی بودن و هزینه بالا سعی در جایگزینی این نوع پوشش ها شده است. جایگزینی پوشش های سل- ژل سازگار با محیط زیست، غیرسمی و با مقاومت خوردگی بالاتر به جای کرومات ها و عملیات ابتدایی بر سطح فلزات در آینده نزدیک مورد انتظار است - . - Sakka, 2005 ترکیبی از فرایند سل - ژل و فرایند نانو منجر به توسعه پوشش های هیبریدی نانوترکیبی با نانوذرات در شبکه هیبریدی آلی- غیرآلی شده است. مطالعات اخیر نشان می دهد که مواد هیبریدی آلی- غیرآلی سل- ژل که سیلان های آلی بهبود یافته یا ارموسیل ها نامیده می شوند فیلم های نازک نانوترکیبی تولید می کنند که ترکیبی از خواص معدنی - سخت و شکننده - و آلی - نرم و انعطاف پذیری - دارند در حالی که شفافیت و خواص نوری خود را حفظ می نمایند. نانوترکیب های هیبریدی آلی- غیرآلی که به صورت همگن در شبکه پخش شده اند، می توانند با افزایش برهم کنش های فصل مشترک بین هر دو جزء با تشکیل پیوندهای هیدروژنی یا کوالانسی توسط ترکیب پلیمرهای مختلف یا با انتخاب صحیح پیش ماده های معدنی به دست آیند - . - Atanaci, Latellab, Barbe, 2005 افزودن بازدارنده های خوردگی به فیلم های اکسیدی می تواند خواص حفاظت خوردگی پوشش را در عیوب بهبود بخشد. مهمترین بازدارنده خوردگی برای آلیاژهای آلومینیوم ترکیبات عناصر کمیاب خاکی به ویژه نمک های سریم می باشند.نیترات سریم قابلیت حلالیت بالایی در محلول های آبی دارد و سریعاً در تماس با محلول آبی از پوشش خارج می شود. ترکیبات سریم نیازهای اساسی برای جایگزینی بازدارنده های خوردگی نظیر کرومات ها را تأمین می کنند. یون های سریم تشکیل هیدروکسیدهای غیرقابل انحلال می دهند که قابلیت استفاده به عنوان بازدارنده های کاتدی را دارا می باشند. این ترکیبات سمیت کمی در مقایسه با کرومات ها دارند و نسبتاً فراوان در صنعت یافت می شوند - . - Almeida et al, 1998 هدف از انجام این تحقیق اعمال پوشش سیلیکا-زیرکونیا با استفاده از عامل بازدارنده حاوی سریم،که دارای خاصیت بازدارندگی خوردگی است
