Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
کیوان رئیسی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fereshteh Samiee
فرشته سمیعی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Corrosion barrier performance of Amorphous/Nano crystalline ZrO 2 coatings produced on S.S. by electro-deposition Zirconia (ZrO 2 ) coatings were prepared by heat treating the electrodeposited zirconium hydroxide produced by pulse current on 316L stainless steel. The results showed that a coating with amorphous structure is obtained after heat treating at 200 o C, which reveals no corrosion barrier performance. X-ray diffraction patterns obtained, indicated thatheat treating at 400 o C resulted in ZrO 2 coating with nanocrystalline/amorphous structure, which reveals a strong corrosion barrier performance.As the temperature was raised to 600 o C, an entirely nanocrystalline tetragonal structure was found for the ZrO 2 coating. Crestalline size of the coatings determined by Sherier equation were 9 and 25 nanometer for zirconia coating heat treated at 400 and 600 ?C, respectively.TEM investigation of ZrO 2 coating obtained at 600 ?C shows that by increasing the heat treatment temperature, a complete nanocrystalline phase of ZrO 2 with an average size of about 30 nm is achieved. Scanning electron microscopy investigation showed that the heat treatment of the coatingshada significant effect on the morphology of coatings.No cracks were found during the heat treatment of deposits at 200 ?C. The coatings showed no corrosion barrier performance because of incomplete dehydration of zirconium hydroxide at this temperature. The coating heat treated at 600 ?C revealed muddy shape cracks, with inferior corrosion barrier performance.Furthermore,EIS data obtained from ZrO 2 coatings revealed that a very high value of pore resistance and Warburg impedance, which indicating the diffusion-controlled nature of corrosion reactions, were observed for 400 ?C heat treated ZrO 2 coatings.The improved mechanical properties, including higher nanohardness and higher elastic modulus were observed for 400 and 600 ?Cheat treated zirconia coating. Nanoindentation results of ZrO 2 coatings produced by heat treating at 600 o C showed an increase in mechanical properties such as the hardness and elastic modulus. This can be attributed to the crystallization of ZrO 2 and development of tetragonal phase in the coatings. Key Word Zirconia; nanostructure; electrodeposition; stainless steel; corrosion resistance
درپژوهش حاضر، پوشش زیرکونیا(ZrO 2 ) به روش رسوب دهی الکتریکی با جریان پالس بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن 316ال با آماده سازی سطح مکانیکی رسوب داده شد. فرایند پوشش دهی در دمای محیط و تحت چگالی جریان mA/cm 2 7/1 انجام شد. جهت ارزیابی تاثیر دمای عملیات حرارتی بر عملکرد پوشش زیرکونیا، سه دمای 200،400و600 درجه سانتیگراد انتخاب شدند. بررسی مورفولوژی پوشش های عملیات حرارتی شده نشان داد که دمای400درجه سانتیگراد، منجربه ایجاد یک مورفولوژی همگن و یکنواخت می شود. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش ها، آزمون پولاریزاسیون تافل در محیط NaCl 5/3% انجام شد و مشخص کرد که دمای عملیات حرارتی پوشش و متعاقبا"مورفولوژی پوشش نقش تعیین کننده ای بر رفتار خوردگی آن دارد. پوشش عملیات حرارتی شده در دمای 400 درجه سانتیگراد کمترین نرخ خوردگی فولاد زمینه را ارائه کرد. هم چنین بررسی های آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نیز حاکی از حضور رفتار واربورگ و مقاومت کامل در برابر حفره‌دار شدن فولاد زیرلایه بود، به طوریکه این پوشش می تواند به صورت یک سد فیزیکی در برابر خوردگی زیرلایه عمل کند. این امر به یکنواختی و همگنی پوشش پس از عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتیگراد نسبت داده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که پوشش تولیدی پس از عملیات حرارتی در400 درجه سانتیگراد ترکیبی از فاز های آمورف وکریستالی بود که اندازه کریستالیت ها در حدود 10 نانومتر می‌باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز نتایج مربوط به اندازه کریستالیت‌ها و ذرات را تایید نمود. با افزایش دمای عملیات حرارتی به 600 درجه سانتیگراد، هیچ‌گونه فاز جدیدی در الگوی پراش پرتو ایکس پوشش کلسینه شده مشاهده نشد و فقط فاز زیرکونیای تتراگونال کاملا کریستالی با اندازه کریستالیت‌های حدود 25 نانومتر نتیجه شد. بدین معنا که پوشش تولیدی از پایداری حرارتی خوبی برخوردار بوده و ساختار نانوبلوری آن حفظ می‌شود و همچنان به صورت تک فاز تتراگونال باقی می‌ماند. تحلیل پاسخ های مکانیکی به فرورفتگی با استفاده از نمودارهای بار- جابجایی (P-h) و با استفاده از رهیافت الیور و فار صورت پذیرفت. نتایج حاکی از افزایش خواص مکانیکی پوشش نظیر سختی و مدول الاستیک با افزایش دمای عملیات حرارتی پوشش ها بود. به طوریکه پس از عملیات حرارتی پوشش در دمای600 درجه سانتیگراد ماکزیمم سختی و مدول الاستیک حاصل شد. کلمات کلیدی: زیرکونیا، عملیات حرارتی، سد فیزیکی، واربورگ، میکروسکوپ الکترونی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی