Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Alireza Alafchian
مسعود عطاپور (استاد راهنما) علیرضا علافچیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sadegh Adhami
صادق ادهمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Corrosion behavior of nanostructured hydrophobic alkoxysilane coating on copper substrates
In this study, the corrosion protection of three silane based coatings on copper substrate was investigated in NaCl solution. For this purpose, tetraethoxysilane (TEOS), 3-Tri- methoxysilyl-1-propanethiol (TPS) and a hybrid TEOS+TPS were coated onto a Cu substrate by the sol-gel deposition method. The silane solution was prepared by dissolving silane agents in a mixture of distilled water and ethanol. The surface morphologies and chemical compositions of the coatings were assessed using atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transfer infrared spectrometer (FTIR). The corrosion behavior of uncoated and coated copper specimens was evaluated using potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and immersion tests. The results indicated that hybrid TEOS+TPS coating exhibited the best corrosion performance as compared with the copper substrate and singe TEOS and TPS coatings. This behavior was ascribed to the simultaneous formation of strong Cu-S and crosslink Si-O-Si bonds according to the FTIR observations. The surface topography studies by AFM after 120 hours immersion in 3.5 wt% NaCl demonstrated a little damage to the surface coating of TEOS + MPTMS than the two other coatings. These observations were in good agreement with the images obtained by optical microscopy. Furthermore, the coating surface morphological studies by SEM revealed that the ball like silica particles have been distributed on the copper substrate with particle sizes ranging from 75 to 250nm. Also, it was found that the TEOS+TPS coating exhibited similar corrosion resistance in different chloride ion concentrations (1.5, 2.5 and 3.5 wt% sodium chloride) It was also demonstrated that the corrosion behavior of TEOS+TPS coating in the Persian Gulf electrolyte was similar to that performed in 3.5 wt% NaCl. Keywords: Silane coating, Corrosion, Copper, Chloride ion, Hydrophobic
یکی از مهم‌ترین وظایف برای از بین بردن خطرها در صنعت، پیشگیری از خوردگی است. برای جلوگیری از خوردگی فلزات و دیگر مواد، به‌طور عمده از پوشش‌های محافظ استفاده می‌شود. در این پژوهش به بررسی رفتار خوردگی سه پوشش‌ پایه سیلانی بر زیر لایه مسی در محلول کلرید سدیم پرداخته شد. برای همین منظور پوشش‌هایی از تترااتیل‌اورتوسیلیکات (TEOS)، تری‌مرکاپتوپروپیل (تری متوکسی سیلان) (MPTMS) و مخلوط TEOS+MPTMS به روش سل ژل بر روی مس ایجاد شد. محلول سیلان با حل کردن ترکیب‌های سیلانی در مخلوط الکل، آب مقطر و اسید کلریدریک آماده شد. برای بررسی مورفولوژی و ترکیب شیمیایی سطح از میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون طیف‌سنج مادون‌قرمز تبدیل فوریه، استفاده شد. از آزمون‌های پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک، طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون غوطه‌وری برای مقایسه رفتار خوردگی نمونه‌های مس بدون پوشش و پوشش‌دار استفاده شد. نتایج نشان داد که پوشش TEOS+MPTMS بهترین حفاظت از خوردگی را نسبت به مس بدون پوشش، TEOS و MPTMS دارد. این رفتار به دلیل وجود پیوند کووالانسی Cu-S با سطح مس و پیوندهای عرضی Si–O–Si است که توسط آنالیز FTIR شناسایی شدند. تصاویر میکروسکوپی نیروی اتمی به دست آمده بعد از 120 ساعت غوطه‌وری، تخریب کمی را برای سطح پوشش TEOS+MPTMS نسبت به دو پوشش دیگر نشان داد که مطابق با تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ نوری بود. به‌علاوه، مطالعه ریزساختار سطح پوشش‌ها به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ذرات کروی سیلیکا بر روی مس توزیع شده و اندازه ذرات مابین nm250-75 است. اثر بازدارندگی خوردگی و پایداری مس توسط پوشش TEOS+MPTMS در آب حاوی غلظت‌های متفاوت 5/1، 5/2 و 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم، تابعیت چندانی از غلظت یون کلرید نداشته است. نتایج آزمون‌های الکتروشیمیایی بیان داشت که با اینکه املاح دیگری افزون بر یون کلرید در آب خلیج‌فارس وجود دارند، اما پوشش TEOS+MPTMS دارای رفتار خوردگی مشابه با محلول کلرید سدیم 5/3 درصد وزنی بوده و عامل اصلی خوردگی مس در این محیط یون کلرید است. بررسی رفتار آب‌گریزی پوشش نشان داد که سطح TEOS+MPTMS دارای زاویه قطره آب ?98 است. کلمات کلیدی: پوشش سیلانی، خوردگی، مس، یون کلرید و آب‌گریز.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی