Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
محمدحسین فتحی (استاد مشاور) کیوان رئیسی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elham Setare
الهام ستاره

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Electrodeposition of nanostructured zirconia film on AISI 316L stainless steel and its corrosion resistance behaviour
Thin film of zirconia (ZrO 2 ) was prepared onto mechanically polished and electrochemically prepared surfaces of 316L stainless steel by direct and pulse current. Electrodeposition process was performed at ambient temperature. Current density used was 1.7 mA.cm -2 . After that, the electrodeposits were annealed at 400 °C for 2h. X-ray diffraction patterns obtained indicated that the ZrO 2 coatings were nanocrystaline with a tetragonal crystallographic structure. Grain size of the coatings determined by Sherier equation were 19 and 9 nanometer for direct and pulse current, respectively. Scanning electron microscopy investigation showed that the surface preparation have no significant effect on the morphology of coatings. However, the nature of current (i.e. Ac or Dc) has a significant effect on electrodeposition process. The coatings produced by direct current showed a heterogeneous structure having a “crack mud” appearance. Conversely, pulse current produced a more uniform and dense coating with a smaller grain size. EDS results indicated that in all conditions, ZrO 2 coatings cover the entire surface. Cross sections of the coatings deposited by pulse current showed a uniform mean thickness of 1.5 µm on all specimens. In order to evaluate the corrosion performance of coatings, Tafel and cyclic polarization tests were performed in 3.5% NaCl solution. Results obtained revealed that surface preparation has a significant effect on corrosion behavior. Coatings produced by pulse current had higher corrosion resistance acting as a barrier coating due to its uniform and dense morphology. Pulse coatings provided a passive behavior observed on the Tafel polarization plots. The ZrO 2 coatings produced on electrochemically prepared surfaces showed a very small passive region on the anodic Tafel polarization curves. This is believed to be due to the effect of surface preparation. EIS data obtained from ZrO 2 coatings showed that pulse coatings can behave as a physical barrier for corrosion. It was observed that the pulse coatings produced on mechanical polished substrate could prevent the pitting corrosion. Pulse coatings have a good adhesion to substrate. Key Word Zirconia; nanostructure; electrodeposition; stainless steel; corrosion resistance
در این تحقیق، پوشش نانوکریستال زیرکونیا (ZrO 2 ) به روش رسوب‌الکتریکی توسط جریان مستقیم و پالس بر روی زیرلایه فولاد زنگ‌نزن 316ال با آماده‌سازی سطح مکانیکی و الکتروشیمیایی رسوب داده شد. پوشش‌دهی در دمای محیط و تحت چگالی جریان ثابت mA.cm -2 7/1 انجام شد. نتایج نشان داد که پوشش‌های حاصله در تمام موارد زیرکونیا با ساختار تتراگونال بودند. اندازه دانه در حالت استفاده از جریان مستقیم 19 و در حالت جریان پالس 9 نانومتر محاسبه شد. بررسی مورفولوژی و ریزساختار پوشش‌ها نشان داد که در حالی‌که نحوه آماده‌سازی سطح تأثیر چندانی بر مورفولوژی پوشش ندارد، نوع جریان استفاده شده در فرایند رسوب‌الکتریکی اثر قابل توجهی دارد. پوشش‌های حاصل از جریان پالس متراکم‌تر و یکنواخت‌تر با مورفولوژی ریزتر بودند. نحوه توزیع عناصر توسط روش طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) بررسی شد و مشخص گردید که در تمام موارد کل سطح با لایه‌ای از زیرکونیا پوشانده شده‌است. مقطع عرضی نمونه نشان داد که ضخامت پوشش در حدود 5/1 میکرون می‌باشد. به منظور بررسی رفتار خوردگی، آزمون‌های پلاریزاسیون تافل و سیکلی در محیط 5/3% کلرید سدیم انجام شد و مشخص گردید که نحوه آماده‌سازی سطح و مورفولوژی پوشش نقش مهمی بر رفتار خوردگی دارند. پوشش حاصل از جریان پالس به دلیل داشتن مورفولوژی متراکم‌تر، عملکرد حفاظتی بهتری ارائه نمود. آماده سازی مکانیکی سطح نتیجه بهتری از نظر مقاومت به خوردگی نشان داد. آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) نیز نشان داد که پوشش حاصل از جریان پالس، بر خلاف پوشش حاصل از جریان مستقیم، می‌تواند به عنوان سد فیزیکی در برابر خوردگی عمل کند. نتایج نشان داد که پوشش تشکیل شده با جریان پالس بر روی زیرلایه با آماده‌سازی مکانیکی، در برابر حفره‌دار شدن مقاوم است. همچنین پوشش‌های حاصل از جریان پالس چسبندگی خوبی به زیرلایه فولادی دارند. کلمات کلیدی: زیرکونیا؛ نانوساختار؛ رسوب‌الکتریکی؛ فولاد زنگ‌نزن؛ مقاومت به خوردگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی