بخشی از مقاله
چکیده
نانو لوله کربنی چند جداره در زمینه آلیاژ آلومینیوم A356 با درصد وزنی s 0.5-1-1.5-2-2.5gr ساخته شد و مورد بررسی قرار گرفت. ساختار میکروسکوپی از کامپوزیت مورد نظر،رابط بین ماتریس آلومینیوم و نانو لوله را نشان می دهد،که استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - ،مورد بررسی قرار گرفت. یکی از رفتار های مهم فلزات،خوردگی آن ها می باشد.کامپوزیت مورد بحث نشان داد با افزایش CNT خوردگی در محیط های کلری نیز افزایش پیدا می کند.
مقدمه
آلیاژ آلومینیوم A356 یک آلیاژ ریختهگری متشکل از آلمینیوم,سیلیسیم و منیزیم است. این آلیاژ دارای استحکام مکانیکی خوب، ویژگیهای ریخته گری عالی, مقاومت به فرسودگی زیاد، انعطافپذیری خوب و خاصیت چکش خواری مناسب میباشد. از این آلیاژ به طور گسترده در ماشین آلات,صنایع هواپیمایی و دفاعی و خصوصا در صنعت اتوموبیل برای جایگزین کردن قطعات فولادی به کار رفته است.آلیاژ آلومینیومA356 به عنوان مبنایی برای به دست آوردن کامپوزیتها با ذرات تقویت شده سرامیک وفیبرهایی مثل SiC و Al2o3 به کار رفته است. افزودن نانولولههای کربنی چند جداره در آلیاژ آلومینیوم میتواند منجر به تولید کامپوزیت های آلمینیوم با هزینه ی کم با توان و سختی بهبود یافته شود.
روش تحقیق
نمونه های مورد آزمایش از آلیاژ آلومینیوم 356 می باشد،که با توجه به درصد نانولوله کربنی اضافه شده به ترتیب شماره گذاری گردید. برای این منظور برای نمونه خالص شماره1، نمونه با 0/5 درصد وزنی شماره 2 ، نمونه با 1 درصد وزنی شماره 3 ، نمونه با 1/5 درصد وزنی شماره 4 ، نمونه با 2 درصد وزنی شماره 5 و نمونه با 2/5 در صد وزنی شماره 6، به آنها اختصاص داده شد. مشخصات نانو لولههای کربنی استفاده شده در این تحقیق در شکل الف-1 نشان داده شده است. تصویر برداری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - از نانو لوله کربنی در شکل ب-1 قابل مشاهده میباشد.
جهت بررسی رفتار خوردگی نمونه، از روش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک استفاده گردید. به منظور ثابت نگه داشتن مساحت در تماس با محلول در نمونههای مختلف از لاک پلیمری استفاده شد. روش پتانسیودینامیک برای تمامی نمونهها با درصدهای مختلف نانولوله کربنی انجام شد. برای این منظور از دستگاه پتانسیواستات مدل origa flex OGF500 استفاده شده است. از محلول 3.5 wt.% NaCl به عنوان محلول خورنده استفاده گردید.
از یک میله پلاتینی به قطر 2mm و طول 4mm به عنوان الکترود شمارنده استفاده شد. برای اندازهگیری پتانسیل نیز از الکترود کالومل اشباع - SCE - استفاده گردید. برای اینکه قسمتهای بدون پوشش نمونهها - زیر و اطراف نمونه - در معرض محلول خورنده قرار نگیرند و در تمام آزمونهای الکتروشیمیایی انجام شده در این تحقیق، سطح نمونهای که در معرض محیط خورنده قرار گرفت برابر با 1 cm2 بود.
قبل از شروع هر آزمایش برای رسیدن به پایداری مناسب، نمونهها به مدت 1 ساعت در محلول آزمایش قرار داده میشوند. سرعت روبش پتانسیل برای تمامی نمونهها 1/5 mV/secدر نظر گرفته شد. در آزمونهای خوردگی ارتباط با دستگاه توسط رایانه و نرمافزار origa master برقرار شده بود و تجزیه و تحلیل منحنیهای پتانسیودینامیک بوسیله رسم شیب تافل در مناطق خطی منحنی پلاریزاسیون انجام گرفت. از منحنیهای پتانسیودینامیک پارامترهای پتانسیل خوردگی - Ecorr - و چگالی جریان خوردگی - Icorr - استخراج شد.
نتایج و بحث
رفتار حاصل از پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نمونه آلیاژ آلومینیوم A356 و کامپوزیت Al/CNT با درصدهای مختلف نانو لوله کربنی در شکل 2 نشان داده شده است. مشاهده میگردد با افزایش نانو لوله کربنی به آلیاژ A356 رفتار غیر فعال شدن - پسیو - به وضوح در شاخه آندی نمودار قابل مشاهده میباشد. به طوریکه برای نمونه حاوی %2,5 نانولوله کربنی، رفتار پسیو در پتانسیل حدود -0/83 V بر حسب پتانسیل نیم سل کالومل اشباع به وضوح قابل مشاهده است که مبین تشکیل لایه محافظ بر روی کامپوزیت در این پتانسیل است.
این لایه تا پتانسیل حدود -0/69 V باعث کاهش سرعت خوردگی شده و در پتانسیلهای بالاتر تخریب گشته یا به عبارتی لایه محافظ دچار پدیده حفرهدار شدن شده است . شایان ذکر است با توجه به نتایج شکل 3-1 و نیز تصاویر میکروسکوپ نوری تهیه شده از سطح نمونههای مورد آزمایش در شکل 3، میتوان تشکیل حضور حفره در همه نمونهها را مشاهده نمود. ولی شدت حفرهدار شدن با افزایش نانو لوله کربنی افزایش یافته است.
