Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Alireza Alafchian
مسعود عطاپور (استاد راهنما) علیرضا علافچیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Javad Mokhtarian foroshani
جواد مختاریان فروشانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

The Corrosion Behavior of SiC nanoparticles containing silane-based coatings applied to the substrate 304 stainless steel by sol-gel method
This work was conducted to investigate the corrosion protection of silane-based coatings on the 304 stainless steel substrate in a 0.1 M H 2 SO 4 solution. Tetraethoxysilane (TEOS), 3-(Aminopropyl) triethoxysilane (APTS) and silicon carbide nanoparticles were coated onto the 304 stainless steel substrate by the sol–gel deposition method. The corrosion behavior of the bare metal and the coated substrates was evaluated using potentiodynamic polarization tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In addition, scanning electron microscopy (SEM), a field Emission scanning electron microscope (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD) and attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectrometer (ATR-FTIR) were employed for the evaluation of surface properties. The corrosion studies demonstrated that the silane coating containing silicon carbide nanoparticles exhibited superior corrosion resistance than the bare 304 stainless steel. Addition of silicon carbide nanoparticles resulted in the more simultaneous formation of crosslink Si–O–Si bonds, according to the ATR-FTIR observations. The silane coating including nanoparticles produced a homogenous and highly adherent protective nanostructure coating on the stainless steel substrates.
امروزه یکی از چالش‌های مهم در صنایع شیمیایی، نفت و گاز، هوافضا، کشتی‌سازی و صنایع هسته‌ای پیشگیری از خوردگی است. برای جلوگیری از خوردگی فلزات ‌و ‌دیگر ‌مواد، ‌به‌طور عمده ‌از حفاظت کاتدی و پوشش‌های ‌محافظ ‌استفاده ‌می‌شود. یکی از پوشش‌های پرکاربرد پوشش‌های سیلانی هستند که در زمینه‌های مختلفی مانند پایدار‌کننده کامپوزیت‌ها، تولید مواد آبگریز و نیمه‌هادی‌ها و همچنین به‌عنوان یک پوشش محافظ در برابر مواد خورنده کاربرد دارند. در این پژوهش پوشش های سیلانی حاوی سه ترکیب آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (APTS)، تترااتیل اورتوسیلیکات (TEOS) ونانو‌ذرات کاربید سیلیسیم به روش سل‌ژل بر روی فولاد زنگ‌نزن 304 ایجاد شدند. محلول پوشش‌دهی با مخلوط کردن ترکیب‌های سیلانی و نانوذرات کاربیدسیلیسیم درمخلوط الکل و آب مقطرآماده وپوشش به روش سل‌ژل بر زیر‌لایه اعمال شد. برای بررسی مورفولوزی و ترکیب شیمیایی سطح از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون طیف‌سنج مادون قرمز تبدیل فوریه استفاده شد. از آزمون‌های پلاریزاسیون پتانسیو‌دینامیک و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی برای مقایسه رفتارخوردگی نمونه‌های فولاد زنگ‌نزن بدون پوشش و پوشش‌دار استفاده شد. نتایج نشان داد که پوشش سیلانی حاوی نانوذرات کاربید سیلیسیم بهترین حفاظت از خوردگی را نسبت به فولاد زنگ‌نزن بدون پوشش و پوشش سیلانی فاقد نانوذرات دارد و پوشش سیلانی حاوی نانوذرات کاربید سیلیسیم مانند یک سد فیزیکی در برابر عوامل خورنده عمل می‌نماید. این رفتار به دلیل وجود پیوند کووالانسی بین زیرلایه - پوشش سیلانی و همچنین تشکیل پیوندهای عرضی Si-O-Si بر روی سطح است که توسط آنالیز FTIR شناسایی شدند. مطالعه ریز‌ساختار سطح پوشش‌ حاوی نانوذرات به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که نانوذرات کروی کاربید سیلیسیم با هم آگلومره شده و برروی زیرلایه توزیع شده و اندازه ذرات آگلومره حدود 100-75 نانومتر است. ضخامت پوشش‌های سیلانی فاقد نانوذرات و حاوی نانوذرات کاربید سیلیسیم به ترتیب، برابر 38/0± 38/3 و 5/0± 38/5 میکرومتر است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی