بخشی از مقاله
چکیده
لایه نشانی به روش الکتروفورتیک یک روش جدید پوششدهی، براساس پایدار کردن ذرات در یک محلول و حرکت آنها توسط اعمال یک میدان الکتریکی بر سوسپانسیون می باشد. در این روش میتوان از حلالهای مختلفی استفاده نمود که در این بین حلال های آلی به علت عدم هیدرولیز شدن در حین اعمال جریان الکتریکی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.
در کار حاضر از حلالهای استیل استون، استون و اتانول به علت دارا بودن خواص ویژه و کاربرد وسیع برای انجام فرآیند لایه نشانی به روش الکتروفورتیک - EPD - استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر حلال به کار رفته در فرایند لایه نشانی نانوذرات زیرکونیای پایدار شده با ایتریا - YSZ - ، پارامترهای مختلفی از قبیل پتانسیل زتای ذرات، گران روی، ثابت گذردهی ، pH، نقطه جوش و فشار بخار سوسپانسیونهای تهیه شده مورد بررسی قرار گرفت.
مقدمه:
لایه نشانی به روش EPD یک فرآیند شکل دهی و یک تکنیک پوشش دهی محسوب میشود. از این روش میتوان به منظور پوششدهی مواد سرامیکی با اندازهی ذرات مختلف - حتی تا محدودهی چند میکرومتر - استفاده کرد - Charlot, Deschanels, . - & Toquer, 2014 لازمهی بدست آوردن یک سطح چگال و همگن در این روش پوششدهی، پایداری باﻻی ذرات در سوسپانسیون می باشد. گرچه استفاده از حلالهای آبی، کم خطر و مقرون به صرفه است، اما کاربرد آنها به علت تجزیه شدن و تشکیل حباب در سطح الکترود که موجب ایجاد پوششدهی ناهمگن و ترک دار می شود، بسیار محدود است
به ناچار باید از حلالهای دیگری استفاده کرد که در این میان حلالهای آلی به دلیل پایداری مناسب در مقابل عبور جریان الکتریکی در حین فرایند پوششدهی انتخاب بسیار مناسبی هستند. امروزه از این حلالها به طور گسترده در فرایندهای پوششدهی استفاده میشود. لایه نشانی به روش EPD از مزایای متعددی نسبت به سایر روشهای پوشش دهی برخوردار است. از این بین میتوان به کوتاه بودن زمان لایه نشانی، ساده بودن تجهیزات فرایند، قابلیت پوششدهی بر روی سطوحی با ابعاد مختلف و اشکال پیچیده، کنترل آسان فرآیند و کم هزینه بودن نسبت به سایر روش های رایج پوششدهی اشاره کرد. این مزایا منجر به توجه ویژهی محققین یه این روش شده، به طوری که از سال 1990 تا 2008 میلادی تعداد مقالات انتشار یافته در این زمینه حدود 200 برابر افزایش یافته است
فرآیند EPD اولین بار در سال 1808 میلادی توسط دانشمندان روسی مطرح شد و در سال 1933 میلادی برای اولین بار از این روش به منظور رسوب دهی ذرات زیرکونیای پایدار شده به وسیلهی ایتریا - YSZ - برروی کاتدی از جنس پلاتین استفاده کرد. پوششدهی به این روش از سال 1990اساساً وارد صنعت سرامیک شد و در بسیاری از کاربردها از جمله مینا کاری، پرسلان و اخیراً در پوششدهی سرامیک های پیشرفته به عنوان پوشش سد حرارتی - TBC - و مواد تابعی - FGM - بهکار گرفتهشده است. همانطور که اشاره شد، انتخاب نوع حلال نقش بسیار مهمی در انجام فرایند پوششدهی ایفا میکند و تاثیر زیادی بر کیفیت پوشش دارد.
از طرفی انتخاب حلال مناسب برای انجام فرایند پوششدهی تابع پارامترهای متعددی میباشد که انتخاب آن را دشوار میکند. به همین دلیل در این تحقیق از سه حلال استیل استون، استون و اتانول که کاربرد گستردهای در زمینهی پوششدهی به روشEPD پیدا کردهاند، به منظور پوششدهی نانوذرات YSZ بر روی سطحی از جنس فکرالوی - Fecralloy - استفاده شداست. به منظور مقایسهی نقش حلال در انجام فرایند مذکور و انتخاب مناسبترین حلال، پارامترهای مختلفی از قبیل پتانسیل زتا و توزیع اندازهی ذرات در سوسپانسیون و همچنین گران روی، ثابت گذردهی، pH، نقطه جوش و فشار بخار سوسپانسیونهای تهیه شده مورد بررسی قرار گرفت
مواد و روشها
در این کار از نانوذرات %3 YSZ پایدار شده با اندازهی ذرات 50 nm، تولید شده توسط کمپانی توسو ژاپن - TZ-8Y,Tosoh, japan استفاده شد. به منظور حذف آلودگیهای احتمالی، 5 g از نانوذرات با استفاده از 1000 cc آب مقطر شستوشو داده شد.
