تولید پوشش فوق آب گریز کامپوزیتی نیکل-نانولوله های کربنی: مقایسه تاثیر روش آب گریز کردن بر خواص پوشش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مواد، ساخت و تولید، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک (ساخت وتولید)، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

پوشش‌های فوق آب­گریز به­دلیل خواص عالی و کاربردهای عملی گسترده، در سال‌های اخیر به­ یک موضوع تحقیقاتی مهم تبدیل شده‌اند. در پژوهش حاضر پوشش کامپوزیتی نیکل- نانولوله­های کربنی، به دو روش: الف) افزایش زبری و ب) استفاده از ماده با انرژی سطحی کم (اسید استئاریک) اصلاح سطح شد و تاثیر دو روش بر خواص پوشش با یکدیگر مقایسه شد. مورفولوژی، زاویه ترشوندگی و مقاومت ­خوردگی پوشش تهیه شده به­­ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM)، وسیله اندازه­گیری زاویه‌ تماس و دستگاه پتانسیواستات ارزیابی شد. نتایج حاصل نشان داد که زاویه تماس قطره آب 4 میکرولیتری روی پوشش کامپوزیتی اصلاح شده با اسید استئاریک، به 157 درجه رسید که نشان‌­دهنده‌‌ خاصیت فوق آب‌گریزی پوشش است و در همین راستا، چگالی جریان و نرخ خوردگی پوشش فوق، بیش از 97 درصد کاهش را نسبت به پوشش کامپوزیتی اصلاح شده با افزایش رافنس نشان داد. با توجه به نتایج به دست آمده می‌توان گفت حضور اسید استئاریک در پوشش فوق آب‌گریز می‌تواند به­عنوان یک مانع در برابر نفوذ یون­های خورنده به ­سطح بستر عمل کرده و نرخ خوردگی را کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • Yli-Pentti A., Electroplating and Electroless Plating. Elsevier Vol. 4., 2014.
  • Zhang W., Yu Z., Chen Z. and Li M., Preparation of super-hydrophobic Cu/Ni coating with micro-nano hierarchical structure. Lett., Vol. 67, No.1, pp. 327–330, 2012.
  • طالش بهرامی ح.، صفاری ح.، رستم نژاد ع. و شهریاری غ.، ساخت سطوح ابرآب­گریز مس با ایاد میکرونانو ساختار به روش الکتروشیمیایی و پوشش­دهی با لایه آب­گریز­کننده. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، ج 49، ش 4، ص 165-174، 1398.
  • Forooshani H. M., Aliofkhazraei M. and Bagheri H., Fabrication of hierarchical dual structured (HDS) nickel surfaces and their corrosion behavior. Alloys Compd., Vol. 784, pp. 556–573, 2019.
  • Hooda A., Goyat M. S., Pandey J. K., Kumar A. and Gupta R., A review on fundamentals, constraints and fabrication techniques of superhydrophobic coatings. Org. Coatings, Vol. 142, p. 105557, 2020.
  • Banerjee S., Dionysiou D. D. and Pillai S. C., Self-cleaning applications of TiO2 by photo-induced hydrophilicity and photocatalysis. Catal. B Environ., Vol. 176–177, pp. 396–428, 2015.
  • Goswami A., Pillai S. C. and McGranaghan G., Surface modifications to enhance dropwise condensation. Surfaces and Interfaces, Vol. 25, p. 101143, 2021.
  • Khorsand S., Raeissi K. and Ashrafizadeh F., Corrosion resistance and long-term durability of super-hydrophobic nickel film prepared by electrodeposition process. Surf. Sci., Vol. 305, pp. 498–505, 2014.
  • Liu J., Fang X., Zhu C., Xing X., Cui G. and Li Z., Fabrication of superhydrophobic coatings for corrosion protection by electrodeposition: A comprehensive review. Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., Vol. 607, No.66, p. 125498, 2020.
  • Liu D. G., Sun J., Gui Z. X., Song K. J., Luo L. M. and Wu Y. C., Super-low friction nickel based carbon nanotube composite coating electro-deposited from eutectic solvents. Relat. Mater., Vol. 74, pp. 229–232, 2017.
  • احمدیه س.، رسولی ع. و حسینی م.، بررسی اثر ترکیب شیمیایی و جریان بر روی خواص پوشش­های Ni-W تهیه شده به روش آبکاری پالسی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، ج 51، ش 4، ص 369 – 376، 1400.
  • Daneshvar-Fatah F. and Nasirpouri F., A study on electrodeposition of Ni-noncovalnetly treated carbon nanotubes nanocomposite coatings with desirable mechanical and anti-corrosion properties. Coatings Technol., Vol. 248, pp. 63–73, 2014.
  • میرزامحمدی ص.، خرسند ح. و خضرائی م.، بررسی روند تغییرات و تاثیر پتانسیل زتا بر آبکاری کامپوزیتی نانوذرات آلومینا و نیکل. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، ج 48،ش 2، ص 359 – 366، 1397.
  • Hang T., Hu A., Ling H., Li M. and Mao D., Super-hydrophobic nickel films with micro-nano hierarchical structure prepared by electrodeposition. Surf. Sci., Vol. 256, No.8, pp. 2400–2404, 2010.
  • Zhou S., Zhu X., Ma L., Yan Q. and Wang S., Outstanding superhydrophobicity and corrosion resistance on carbon-based film surfaces coupled with multi-walled carbon nanotubes and nickel nano-particles. Sci., Vol. 677, pp. 193–202, 2018.
  • Arai S., Fabrication of Metal/Carbon Nanotube Composites by Electro Chemical Deposition. Electrochem, Vol. 2, No.4, pp. 563–589, 2021.
  • Prasannakumar R. S., Chukwuike V. I., Bhakyaraj K., Mohan S. and Barik R. C., Electrochemical and hydrodynamic flow characterization of corrosion protection persistence of nickel/multiwalled carbon nanotubes composite coating. Surf. Sci., Vol. 507, p. 145073, 2020.
  • Low C. T. J., Wills R. G. A. and Walsh F. C., Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit. Coatings Technol., Vol. 201, No.1–2, pp. 371–383, 2006.
  • Dong Y. et al., Effect of CNTs concentration on the microstructure and friction behavior of Ni-GO-CNTs composite coatings. Coatings Technol., Vol. 359, pp. 141–149, 2019.
  • Walsh F. C., Wang S. and Zhou N., The electrodeposition of composite coatings: Diversity, applications and challenges. Opin. Electrochem., Vol. 20, pp. 8–19, 2020.
  • Shetty A.R. and Hegde A.C., DeVolopment of Ni-GO-CNT Composit Coatings for Corrosion protection of mild steel in 5 % NaCl. Chemical Data Collections, 42, p. 100953, 2022.
  • Arai S., Endo M. and Kaneko N., Ni-deposited multi-walled carbon nanotubes by electrodeposition. Carbon N. Y., Vol. 42, No.3, pp. 641–644, 2004.
  • Zhu Y.C., Zheng H.G., Yang Q., Pan A.L., Yang Z.P., Qian Y.T., Growth of dendritic
    cobalt nanocrystals at room temperature. Cryst. Growth, Vol. 260 pp. 427–434, 2004.