Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Masoud Atapoor
علي شفيعي (استاد راهنما) مسعود عطاپور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Nematollahi
محمد نعمت الهي

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.
فلزات­شيشه­­اي يا آلياژهاي فلزي آمورف درواقع فلزات غير­کريستالي هستند که فاقد نظم اتمي بلند دامنه مي­باشند و به سبب ا ين ويژگي خواص متفاوتي نسبت به حالت کريستالي از خود نشان مي­دهند. فلزات­شيشه­اي به دو دسته عمده بالک و لايه نازک تقسيم مي­شوند که در نوع بالک آن به دليل نياز به نرخ سرمايش بالا ضخامت­هاي بيشتر از چند ميلي­متر را نمي­توان ساخت به همين دليل براي استفاده از خواص فلزات­شيشه­اي استفاده از نوع لايه­نازک آن رواج پيدا کرد. بررسي­­هاي انجام شده گوياي اين امر است که در مورد فلزات­شيشه­­اي بالک تحقيقات وسيعي انجام شده اما در مورد لايه­هاي نازک فلزشيشه­ي بررسي چنداني انجام نشده است. در اين پژوهش به روش کندوپاش لايه­هاي­نازک­ فلزشيشه­اي پايه آهن با ترکيب 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 روي زيرلايه فولاد زنگ­نزن 304 و ويفرسيليکون پوشش داده شدند. در مرحله اول پژوهش پس از آسياب­کاري، پودرهاي حاصل توسط روش فشرده و تارگت­هاي مورد نظر به قطر دو اينچ ساخته شدند. پس از اين مرحله پوشش­دهي انجام شد و ضخامت، درصد عناصر و يکنواختي پوشش به کمک SEM و FESEM بررسي ­شد. تصاوير SEM سطح توزيع يکنواخت عناصر پوشش را نشان داد و به کمک تصاوير FESEM ضخامت پوشش­ها در حدود يک ميکرومتر اندازه­گيري شد. براي بررسي فازي پوشش آزمون GIXRD و TEM از پوشش گرفته­ شد و وجود يک پيک پهن و گسترده در الگو GIXRD و عدم جود نقاط روشن در تصوير TEM آمورف بودن پوشش را اثبات کرد. از آزمون­هاي خوردگي نظير پلاريزاسيون پتانسيوديناميک، پلاريزاسيون چرخه­اي و طيف­سنجي امپدانس الکتروشيميايي در محيط­هاي اسيدي و حاوي يون کلر، براي بررسي رفتار خوردگي استفاده شد. نتايج آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميک نشان داد رفتار خوردگي هر دو پوشش از لحاظ ترموديناميکي (پتانسيل خوردگي) و سينتيکي (جريان خوردگي) نسبت به زيرلايه فولاد زنگ­نزن 304 بهبود قابل توجهي پيدا کرده است. آزمون پلاريزاسيون سيکلي در محيط حاوي يون کلر براي هر سه نمونه نتايج يکساني داشت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی