Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Masoud Atapoor
علی شفیعی (استاد راهنما) مسعود عطاپور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Nematollahi
محمد نعمت الهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Fabrication of Fe-Based Thin Film Metallic Glass by Magnetron Sputtering and Evaluation Its Corrosion Behavior
Glass metals or amorphous metal alloys are actually non-crystalline metals that do not have a long-range atomic order and because of this property exhibit different properties than the crystalline state. Glass metals are divided into two main categories: bulk and thin layer. In the type of bulk, due to the need for high cooling rate, thicknesses of more than a few millimeters can not be made, so to use the properties Glass-thin metals became popular. Studies show that extensive research has been done on bulk glass metals, but little research has been done on thin metal glass layers. In this study, thin films of iron-based metal glass with a combination of Fe40Cr23Mo14Co7P6B5Si5 and Fe40Cr23Mo14Ni7P6B5Si5 were coated on 304 stainless steel and wafer silicon substrates. In the first stage of the research, after milling, the resulting powders were compressed by the method and the targets were made to a diameter of two inches. After this stage, coating was performed and the thickness, percentage of elements and uniformity of the coating were investigated using SEM and FESEM. SEM images showed the uniform distribution level of the coating elements and with the help of FESEM images the thickness of the coatings was measured at about one micrometer. For fuzzy examination of the coating, GIXRD and TEM tests were taken from the coating and the existence of a wide peak in the GIXRD pattern and the absence of bright spots in the TEM image proved that the coating was amorphous. Corrosion tests such as potentiodynamic polarization, cyclic polarization and electrochemical impedance spectroscopy in acidic environments containing chlorine ions were used to investigate the corrosion behavior. The results of potentiodynamic polarization test showed that the corrosion behavior of both coatings in terms of thermodynamics (corrosion potential) and kinetics (corrosion flow) compared to 304 stainless steel substrate has significantly improved. Cyclic polarization test in chlorine ion medium had the same results for all three samples.
فلزات­شیشه­­ای یا آلیاژهای فلزی آمورف درواقع فلزات غیر­کریستالی هستند که فاقد نظم اتمی بلند دامنه می­باشند و به سبب ا ین ویژگی خواص متفاوتی نسبت به حالت کریستالی از خود نشان می­دهند. فلزات­شیشه­ای به دو دسته عمده بالک و لایه نازک تقسیم می­شوند که در نوع بالک آن به دلیل نیاز به نرخ سرمایش بالا ضخامت­های بیشتر از چند میلی­متر را نمی­توان ساخت به همین دلیل برای استفاده از خواص فلزات­شیشه­ای استفاده از نوع لایه­نازک آن رواج پیدا کرد. بررسی­­های انجام شده گویای این امر است که در مورد فلزات­شیشه­­ای بالک تحقیقات وسیعی انجام شده اما در مورد لایه­های نازک فلزشیشه­ی بررسی چندانی انجام نشده است. در این پژوهش به روش کندوپاش لایه­های­نازک­ فلزشیشه­ای پایه آهن با ترکیب Fe 40 Cr 23 Mo 14 Co 7 P 6 B 5 Si 5 و Fe 40 Cr 23 Mo 14 Ni 7 P 6 B 5 Si 5 بر روی زیرلایه فولاد زنگ­نزن 304 و ویفرسیلیکون پوشش داده شدند. در مرحله اول پژوهش پس از آسیاب­کاری، پودرهای حاصل توسط روش فشرده و تارگت­های مورد نظر به قطر دو اینچ ساخته شدند. پس از این مرحله پوشش­دهی انجام شد و ضخامت، درصد عناصر و یکنواختی پوشش به کمک SEM و FESEM بررسی ­شد. تصاویر SEM سطح توزیع یکنواخت عناصر پوشش را نشان داد و به کمک تصاویر FESEM ضخامت پوشش­ها در حدود یک میکرومتر اندازه­گیری شد. برای بررسی فازی پوشش آزمون GIXRD و TEM از پوشش گرفته­ شد و وجود یک پیک پهن و گسترده در الگو GIXRD و عدم جود نقاط روشن در تصویر TEM آمورف بودن پوشش را اثبات کرد. از آزمون­های خوردگی نظیر پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، پلاریزاسیون چرخه­ای و طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محیط­های اسیدی و حاوی یون کلر، برای بررسی رفتار خوردگی استفاده شد. نتایج آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان داد رفتار خوردگی هر دو پوشش از لحاظ ترمودینامیکی (پتانسیل خوردگی) و سینتیکی (جریان خوردگی) نسبت به زیرلایه فولاد زنگ­نزن 304 بهبود قابل توجهی پیدا کرده است. آزمون پلاریزاسیون سیکلی در محیط حاوی یون کلر برای هر سه نمونه نتایج یکسانی داشت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی