anodizing
در نشریات گروه مواد و متالورژی-
A nanocomposite coating including titanium oxide nanotube and CuO is synthesized on the commercially pure titanium using electrochemical anodizing at 30V for 2 hours in an electrolyte containing Ethylene glycol, water and ammonium fluoride in combination with a magnetron spattering process to produce a thin layer of copper. A thin layer of copper deposited on the titanium prior to anodizing as well as after the anodizing process and then the samples were thermally oxidized under pure oxygen atmosphere at 300°C for 1 hour. Microstructural evaluations revealed that titanium nanotubes were formed over the metallic surface. In the case of the pre-coated sample, CuO particles were detected over and in the nanotubes and for the post-coated sample, a contiguous layer of copper oxide was formed over the nanotubes. Wettability of the produced samples improved in comparison with the sample without copper. Also, the antibacterial activity of the copper-containing samples was better than the raw materials and the sample without copper.
Keywords: Titanium Oxide Nanotube, Copper Oxide, Anodizing, Magnetron Spattering, Wettability, Antibacterial Activity -
در این پژوهش سطوح فوق آبگریز روی آلومینیوم خالص با استفاده از دو روش حکاکی شیمیایی و آندایزینگ تک مرحله ای و اصلاح سازی با مواد دارای انرژی سطحی کم ساخته شده است. پس از ایجاد زبری یکنواخت روی سطوح، اصلاح سازی سطح با پرفلوئوراکتیل_ تری کلروسیلان (PFTS) انجام شد. ترشوندگی توسط آزمون اندازه گیری زاویه تماس قطره (WCA) و مورفولوژی پوشش با میکروسکپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) بررسی گردید. ترکیب شیمیایی سطح توسط طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ATR-FTIR) شناسایی شد. خاصیت خودتمیزشوندگی با پودر زغال مورد بررسی قرار گرفت. رفتار خوردگی با استفاده از آزمون پلاریزاسیون تافل و مه نمکی ارزیابی شد. نتایج زاویه تماس آب نشان داد که زبری سطح در اثر آندایزینگ و حکاکی شیمیایی موجب کاهش زاویه تماس به °15 و °24 شده و پس از اصلاح سطوح، زاویه تماس به 157o و 153o افزایش یافت. پس از اصلاح سازی سطح نمونه آندایز شده دارای مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به نمونه حکاکی شده می باشد. نمونه آندایزینگ پردازش شده دارای خاصیت خودتمیزشوندگی می باشد.
کلید واژگان: فوق آبگریزی، آندایزینگ، حکاکی شیمیایی، پلاریزاسیون تافل، خودتمیزشوندگیIn this research, super-hydrophobic surfaces were made on pure aluminum (92%) using two methods of chemical etching, and onestep anodizing and modification with materials with low surface energy. After creating a uniform roughness on the surfaces, surface modification was done with perfluoroactyltrichlorosilane (PFTS). The wettability was investigated by measuring the drop contact angle (WCA) and the morphology of the coating with a field emission scanning electron microscope (FESEM). The chemical composition of the surface was detected by Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR). The self-cleaning property with coal powder was investigated. Corrosion behavior was evaluated using Tafel polarization test and salt fog. The results of the water contact angle showed that the surface roughness due to anodizing and chemical etching reduced the contact angle to 15ᵒ and 24ᵒ, and after modifying the surfaces, the contact angle increased to 157ᵒ and 153ᵒ. After modifying the surface of the anodized sample, it has higher corrosion resistance than the etched sample. The final coating is self-cleaning.
Keywords: Superhydrophobicity, Anodizing, Chemical Etching, TOEFL Polarization, Self-Cleaning -
The anodizing process of titanium (Ti) implants and their alloys improves their corrosion resistance and life service by naturally increasing the thickness of the passive oxide layer formed on the surface. Among the parameters that affect the properties of the anodized layer, voltage is a significant one due to the kinetic and thermodynamic processes. In this paper, commercial pure titanium (cp-Ti) coupons with the dimensions of 20 ×10 × 1 mm3 were used as the anode in 1 M sulfuric acid solution at different voltages of 3, 6, and 9 V, current intensity of 3 A, electrolyte temperature of 60 °C, and duration time of 30 s. The phase composition analysis, morphology, and corrosion behavior of the anodized Ti were examined by Grazing‐Incidence X‐Ray Diffraction (GIXRD), Field‐Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and electrochemical impedance, respectively, in Simulated Body Fluid (SBF) at 37 °C. The results confirmed the formation of titanium oxide coating with a hexagonal structure. A smoother surface was obtained upon increasing the voltage up to 6 V. However, the surface became rougher with further voltage increase up to 9 V. The highest charge transfer resistance (37354 and 58127 ohm.cm-2) was achieved at 6 V after 1 and 24 hours of immersion in the SBF solution, representing 84 % and 2440 % increase, respectively, compared to the cp-Ti sample. The double layer helps prevent the formation of localized corrosion sites, such as pitting and crevice corrosion, which can be particularly damaging to Ti alloy as an implant in the human body. Although rising the voltage from 3 to 6 V resulted in a more hydrophobic surface (as shown by an increase in the contact angle from 63.8° to 74.1°), further voltage increase up to 9 V made the surface more hydrophilic than before.
Keywords: Anodizing, Low Voltage, Ti Alloy, Simulated Body Fluide Solution, Corrosion Behavior, Double Layer -
In this research, firstly, an oxide coating was created on the aluminum 2024 substrate by anodizing method, and then, with the aim of improving the surface properties of the aluminum alloy as much as possible, an electroless nickel-phosphorus coating was applied on this oxide coating. This hybrid coating was further heat treated at 450 degrees Celsius. Coatings were characterized Field-Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), X-ray Diffraction (XRD) and Energy-dispersive spectroscopy (EDS). The results indicated the formation of amorphous alumina by anodizing method on an aluminum substrate that contained some sulfur according to the sulfuric acid solution used in the anodizing process. The nickel-phosphorus electroless coating had 9.4 wt.% of phosphorus. The effect of coatings on corrosion resistance was also evaluated using TOFFEL polarization test. Examining the results of these tests has shown that the corrosion performance of the aluminum substrate has improved because of the application of the hybrid coating. Conducting heat treatment of hybrid coating at 450 degrees caused a decrease in corrosion resistance because of the production of small galvanic cells on the surface of the coating.
Keywords: electroless, Coat, polarization, phosphorus, anodizing -
In this research, the effect of sulfuric acid electrolyte temperature on the surface properties of anodizing coating of 6061 aluminum alloy is investigated. For this purpose, anodizing was done in sulfuric acid environment and 4 different temperatures (-5°C, 5°C, 15°C and 25°C) on 6061 aluminum alloy. Characterization the structure and chemical composition of the coatings by the use of low-angle X-ray diffraction (GIXRD) and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) results showed that the coatings have a non-crystalline structure with aluminum hydroxide as a result of atmospheric hydration of the anodized samples. The results of roughness measurement and Scanning electron microscope (SEM) images indicated that the porosity increased due to the higher corrosive power of sulfuric acid at higher temperatures. Examining the changes of anodizing flow over time determined that higher temperatures of the anodizing solution causes an increase in the anodizing flow and the dissolution rate of the coating. For this reason, the thickness and hardness of the samples, which have a direct relationship with the rate of dissolution and flow, decreased significantly with increasing temperature.
Keywords: aluminum alloy, temperature, anodizing, hardness, porosity -
دستیابی به جذب اپتیکی نزدیک به یک جسم سیاه ایده آل که بتواند تمام طیف طول موج مریی را جذب کند، بسیار مطلوب است. چنین ماده ای سبب افزایش بازده سلول های خورشیدی و افزایش کارایی تجهیزات کنترل دمای غیرفعال و انتقال گرما و نیز پوشش های تزیینی و محافظت در برابر نور خورشید خواهند شد. تولید پوشش های آندایزینگ سیاه به این منظور مطلوب است، زیرا پوشش هایی هستند که انعکاس نور از سطح آنها کم است. این پوشش ها را می توان از طریق آندایزینگ آلیاژهای آلومینیوم و سپس رنگ کاری پوشش های آندیک تولید کرد. در این پژوهش تاثیر تکرار آندایزینگ بر ضریب جذب آلیاژ آلومینیوم 2024 به عنوان یک مدل بررسی شد. تمام پارامترهای مرحله رنگ کاری یکسان بودند تا صرفا تاثیر مرحله آندایزینگ ارزیابی شود. پس از آندایزینگ تک-مرحله ضریب جذبی پوشش های حاصل برابر با 0/956 در ناحیه مریی و 0/911 در دامنه طول موج 220 تا 2200 نانومتر بود درحالی که پس از آندایزینگ سه- مرحله ضرایب جذب آنها تا 0/982 در ناحیه مریی و تا 0/966 در دامنه طول موج 220 تا 2200 نانومتر افزایش یافت. در نتیجه، پژوهش حاضر نشان می دهد که تکرار آندایزینگ سبب می شود جذب اپتیکی پوشش های آندایزینگ سیاه به جذب یک جسم سیاه ایده آل نزدیک شود.
کلید واژگان: آندایزینگ، آندایزینگ سیاه، جسم سیاه، جذب خورشیدیDevelopment of materials with the ideal black body absorption spectrum are of great interest. Such materials could improve the efficiency of solar cells, and passive cooling and heat transfer systems as well as the protective and decorative coatings. Fabricating black anodizing coatings is promising for this purpose because they exhibit low light reflection from the surface. Such coatings can be produced through successive anodizing and black coating of aluminum alloys. In this study, the effect of anodizing repetition on the absorption coefficient of the black anodizing coatings on 2024 aluminum alloy was investigated, as model. All the parameters were fixed in the black coloring stage to evaluate the influence of the anodizing steps. After a one-step anodizing, the black coatings showed an absorption coefficient of 0.956 in the visible region and 0.911 in the of 220 to 2200 nm wavelength range, while their absorption coefficient increased after a three-step anodizing up to 0.982 in the visible region and up to 0.966 in the 220 to 2200 nm wavelength range. This indicates that anodizing repetition helps the optical absorption of black anodizing coatings to approach the optical absorption of an ideal black body.
Keywords: Black body, Anodizing, Black anodizing, Solar absorption -
افزایش ضخامت لایه اکسیدی موجود بر روی سطح آلیاژ تیتانیوم بوسیله فرایندهای الکتروشیمایی همانند آندایزینگ منجر به بهبود مقاومت به خوردگی و در نهایت افزایش طول عمر ایمپلنت های تیتانیومی در محیط بدن انسان می گردد. در میان پارامترهای موثر بر روی خواص لایه آندایز ایجاد شده، ولتاژ فرایند با توجه به فرایندهای سینتیکی و ترمودینامیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله زیرلایه ی تیتانیومی گرید 2 تحت فرایند آندایزینگ در محلول اسید سولفوریک در ولتاژهای مختلف همانند 3، 6، 9 و 21 ولت، دمای الکترولیت 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان 30 ثانیه قرار گرفته اند. سپس رفتار فازی، ساختاری و مورفولوژی، و همچنین رفتار خوردگی پوشش به ترتیب بوسیله GIXRD، FESEM و آزمون های الکتروشیمیایی همانند امپدانس الکتروشیمیایی در محلول شبیه سازی بدن انسان در دمای 37 درجه سانتیگراد مورد ارزیابی قرار گرفته اند. آنالیزهای GIXRD و FESEM نشان دهنده ایجاد پوشش اکسید تیتانیوم با ساختار هگزاگونال است که با افزایش ولتاژ تا 6 ولت، سطحی یکنواخت تر و صاف تر حاصل شد، اما افزایش بیشتر ولتاژ تا 9 و 21 ولت، منجر به سطحی خشن تر و زبرتر گردیده است. همچنین نتایج بررسی رفتار خوردگی نشان داد، افزایش ولتاژ آندایزینگ تا 6 ولت به دلیل وجود سطح یکنواخت تر و صاف تر که بیانگر کمتر بودن نواقص سطحی است، منجر به بیشترین مقاومت انتقال بار را در 1 و 24 ساعت غوطه وری در محلول SBFبه میزان 37354 و58127 (Ω.Cm2) نسبت به دیگر نمونه های آندایزشده گردیده است.
کلید واژگان: آندایزینگ، ایمپلنت تیتانیومی، ولتاژ، محلول شبیه سازی بدن انسان، رفتار خوردگیIncreasing the thickness of the oxide layer on the surface of the titanium alloy by electrochemical processes such as anodizing, leads to improved corrosion resistance and ultimately increase the lifespan of titanium implants in the human body. Among the parameters affecting the properties of the anodized layer, process voltage is of great importance with respect to kinetic and thermodynamic processes. In this paper, titanium substrate is subjected to anodizing process in sulfuric acid solution by different voltages such as 3, 6, 9 and 21 volts, electrolyte temperature of 60 ° C and duration of 30 seconds. Then the fuzzy, structural and morphological behavior, as well as the corrosion behavior of the coating are evaluated by GIXRD, FESEM and electrochemical tests such as electrochemical impedance in the simulated body fluid (SBF) solutionat 37 °C, respectively. GIXRD and FESEM analyzes show the formation of a titanium oxide coating with a hexagonal structure, which with increasing voltage up to 6 volts, a smoother and smoother surface was obtained, but further increase of voltage up to 9 and 21 volts, resulted in a rougher surface. Also, the results of corrosion behavior showed that increasing the anodizing voltage up to 6 volts due to the presence of a more uniform and smoother surface, which indicates less surface imperfections, led to the highest load transfer resistance in 1 and 24 hours of immersion in SBF solution at 37354 And 58127 (Ω .Cm2 ) compared to other anodized samples.
Keywords: Anodizing, Titanium implants, Voltage, Simulated body fluid (SBF) solution, Corrosion behavior -
آلومینیم و آلیاژهای آن به خصوص آلیاژ آلومینیم 5083، دارای کاربرد گسترده ای در صنایع دریایی هستند. این آلیاژ در بسیاری از کاربردها در معرض خوردگی می باشد که موجب تخریب این قطعات شده و نیاز به تعمیر یا تعویض آن ها بوجود می آید. بنابراین تلاش در جهت جلوگیری از خوردگی آن ها دارای اهمیت بسیار می باشد .در این تحقیق پوشش اکسید آندی حاصل از آندایزینگ سخت آلیاژ آلومینیم5083 در اسیدسولفوریک، در دمای صفر درجه سانتی گراد و ولتاژهای مختلف (20، 27 و 35 ولت) مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه یابی پوشش ها با استفاده از آزمون پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی انجام شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس زاویه کم از سطح نمونه ها نشان داد که با انجام فرایند آندایزینگ، پوشش آلومینای آمورف روی سطح نمونه ها تشکیل می شود. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی سطح پوشش ها نشان داد که این پوشش ها متخلخل بوده و با افزایش ولتاژ، میزان تخلخل پوشش ها افزایش می یابد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی انتشار میدانی از سطح مقطع شکست نمونه ها نشان دهنده تشکیل و رشد نانوسلول های اکسیدی در سطح مقطع پوشش بود. به منظور بررسی خواص پوشش نمونه ها، ریزسختی سنجی، زبری سنجی، ضخامت سنجی و آزمون های خوردگی پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش ولتاژ ریزسختی، زبری و ضخامت پوشش افزایش و مقاومت به خوردگی آن ها کاهش پیدا می کند. دلیل افت مقاومت به خوردگی با افزایش ولتاژ، افزایش میزان تخلخل می باشد.کلید واژگان: آلیاژ آلومینیم 5083، آندایزینگ، سختی، تخلخل، رفتار خوردگیFor decades, aluminum alloys have been known as one the most vital materials utilized in diverse fields of industry. In spite of significance, Al alloys can be easily exposed to corrosion. In this study, it has been tried to investigate anodic oxide coating made by hard anodizing of 5083 aluminum alloy in sulfuric acid at the temperature of 0 ºC and different voltages (20, 27 and 35 V). Subsequently, all samples were characterized using X- Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM). Low angle XRD results showed that the amorphous alumina coatings were formed in the surface of the samples. SEM images showed that the coatings are porous which is directly related and affected by anodizing voltage. FESEM images of fracture surfaces were indicant of formation and growth of oxide nano-cells in the cross section of the coatings. In order to investigate the properties of the coatings, micro-hardness, roughness and thickness measurement was carried out. Results showed that micro-hardness, roughness and thickness of the coatings increase by increasing the anodizing voltage. Furthermore, potentio dynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests were performed. Electrochemical analysis proved that by increasing the anodizing voltage, corrosion resistance of the samples declined due to increasing the porosities on the surface of the coatings.Keywords: 5083 Aluminum alloy, Anodizing, Hardness, porosity, Corrosion behavior
-
In the anodizing process of active materials such as titanium, various parameters such as pH, temperature, applied voltage and time, electrolyte composition, etc. affect the formation of the oxide layer during anodising process. In this study, commercial pure titanium as substrate was used to evaluate the effect of voltage and anodizing process on titanium oxide (TiO2). Nanotubes obtained in 1% HF electrolyte from 10 to 30 volts at 60 to 120 minutes. According to field emission scanning electron microscopy studies, nanotube structure of titanium oxide was observed and the diameter and length of nanotubes increase with increasing anode process voltage, and nanotubes become non-uniform and irregular with increasing anode process voltage. Uniform nanotubes with a size of 27 to 32 nm were obtained at a voltage of 10 volts for 60 and 120 minutes. And by increasing the voltage of the anodizing process to 30 volts, a porous structure is formed
Keywords: Nanotube, Titanium Oxide, anodizing, Porosity -
به منظور بهبود خواص سطحی و درنتیجه کاربرد بیشتر آلومینیم و آلیاژهای آن در صنایع مختلف بخصوص هوافضا از روش های مختلف پوشش دهی استفاده می شود. آندایزینگ و آبکاری الکترولس از روش های پرکاربرد برای این هدف است. در پژوهش حاضر ابتدا اثر دما و ولتاژ آندایزینگ بر خواص لایه اکسید سطحی آلیاژ آلومینیم 2024 بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش ولتاژ و کاهش دما، ضخامت و زبری سطح افزایش یافت؛ اما یک ولتاژ بهینه (v45) برای دستیابی به بیشترین سختی در تمامی دماها به دست آمد. مطالعه ضخامت و سختی نمونه بهینه نیز حاکی از افزایش این دو پارامتر با افزایش زمان داشت. بررسی های صورت گرفته به وسیله میکروسکوپ الکترونی نشرمیدانی (FESEM) نیز نشان داد با کنترل دقیق شرایط آندایزینگ می توان به ساختاری با نانو سلول های منظم دست یافت. انجام آندایزینگ دومرحله ای نیز نظم سلول های لایه اکسیدی را به طور قابل ملاحظه ای افزایش داد. همچنین بررسی های صورت گرفته به وسیله میکروسکوپ الکترونی (SEM)، طیف نگار تفکیک انرژی (EDS) و پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد که امکان ایجاد پوشش الکترولس نیکل-فسفر بر آلیاژ آلومینیم آندایز شده به خوبی وجود دارد. برای مقایسه رفتار خوردگی پوشش های (Anodic Aluminium Oxid) AAO و هیبریدی AAO/Ni-P با زیرلایه آلومینیمی از روش پلاریزاسیون و برون یابی تافل استفاده شد. نتایج حاکی از مقاومت به خوردگی بالای آلیاژ آلومینیم 2024 در حضور پوشش الکترولس نیکل- فسفر بر آلیاژ آندایز شده می باشد. عملیات حرارتی نمونه ها در دماهای مختلف نشان داد که بیشترین سختی پوشش نهایی (1185 ویکرز) در دمای 400 درجه سلسیوس به دست خواهد آمد و زمان عملیات حرارتی در این دما بعد از 75 دقیقه تاثیر چندانی بر سختی نخواهد داشت.
کلید واژگان: آلومینیم 2024، آندایزینگ، سختی، نیکل- فسفر، خوردگیIn order to improve the surface properties and the greater use of aluminum and its alloys in various industries, especially aerospace, different coating methods have been introduced. Anodizing and electroless plating are the most widely used methods for this purpose. In this research, the effect of temperature and voltage of anodizing on the surface properties of anodic aluminum oxid (AAO), producred on 2024 aluminum, was investigated. The results showed that with increasing voltage and decreasing temperature, the thickness and roughness of coatings increased. An optimal voltage (45 V) was obtained to achieve the highest hardness at all temperatures. The study of the thickness and hardness of the optimum sample also showed an increase in these two parameters with increasing time. FESEM studies also revealed that by carefully controlling on the anodizing conditions, a structure with regular nano-cells could be obtained. The two step anodizing significantly increased the order of the oxide layer cells. SEM, EDS, and XRD results indicated that the possibility of Ni-P electroless coating applying on anodized aluminum in SLOTONIP 70A solution is well established. To investigate and compare the corrosion behavior of AAO and AAO/Ni-P coatings with aluminum substrate, the polarization method and tafel extrapolation was used. The results indicated that the high corrosion resistance of 2024 aluminum alloy was achieved in the presence of Ni-P electroless coating on anodized alloy. The heat treatment of the samples at different temperatures showed that the highest hardness of the final coating (1185 vickers) would be achieved at 400 °C, and the heat treatment time at this temperature after 75 minutes would not have much effect on the hardness.
Keywords: 2024 Aluminum, anodizing, Hardness, Ni-P, Corrosion -
هدف از انجام کار حاضر تهیه بستر مناسب برای لایه نشانی دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک فوتوکاتالیست بر روی آلومینیوم است. به دلیل چسبندگی ضعیف فوتوکاتالیست ها بر روی آلومینیوم امکان لایه نشانی بر روی آن وجود ندارد و یا عمر بسیار کمی دارد. به همین دلیل در این مطالعه چسبندگی بین دی اکسید تیتانیوم (TiO2) و بستر آلومینیومی با ایجاد منافذ میکرونی بر روی سطح بستر با استفاده از دو روش آندایزینگ و اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) افزایش داده شده و نتایج دو روش مقایسه شده اند. آزمایش هایی نیز به منظور بررسی میزان حذف رنگینه با گذشت زمان با استفاده از محلول آبی رنگ رودامین 6G و در حضور تابش نور فرابنفش UV انجام شد. همچنین تصاویر SEM از سطح بستر های آلومینیوم لایه نشانی شده با TiO2 تهیه گردید. نتایج مطالعه نشان داد که تراکم منافذ روی سطح آلومینیوم در روش PEO بیشتر از روش آندایزینگ معمول بوده و در نتیجه حذف رنگینه در روش PEO بیشتر بوده است. علاوه بر این با این که حذف رنگینه در روش PEO نسبت به روش آندایزینگ افزایش یافته است، زمان کل فرآیند و انرژی مصرفی در این روش به خصوص در حالت پالسی کمتر از روش آندایزینگ است.کلید واژگان: اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، آندایزینگ، دی اکسید تیتانیوم، رودامین G6، لایه نشانیThe purpose of the present work is to provide a suitable substrate for the deposition of titanium dioxide as a photocatalyst on aluminum. Due to the weak adhesion of photocatalysts to aluminum, there is no possibility of adhering photocatalysts to its surface or the lifetime is very short. For this reason, in this study, the adhesion between TiO2 and aluminum substrate is enhanced by the creation of micron pores on the substrate surface using two methods of anodizing and Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) and the results of the two methods are compared. Experiments were carried out to investigate the dye removal over time using Rhodamine 6G aqueous solution in the presence of UV light. SEM images were also prepared from the surface of TiO2-coated aluminum substrates. The results of the study showed that the density of pores on the aluminum surface, and consequently, the dye removal in the PEO method were higher than those of conventional anodizing. In addition, although the dye removal in the PEO method is increased compared to the anodizing method, the overall process time and energy consumption in this method, especially in the pulse mode, were less than those of the anodizing method.Keywords: Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), anodizing, titanium dioxide, Rhodamine 6G, deposition
-
Fabrication of anodic aluminium oxide template and the generation of magnetic Co nanowires within it
Among nanostructured materials, magnetic nanowires have been heeded because of their high shape anisotropy and their easy fabrication methods. Electrochemical deposition on the anodic aluminium oxide (AAO) is one of the best methods to grow different nanowires. In this paper, the AAO was fabricated on the 1100 Al alloy substrate by hard anodizing in 0.3 M oxalic acid solution. Then, barrier layer thinning process was carried out for electrodeposition process. Pulsed electrodeposition process was used to fill the nano-pores. According to this method, cobalt nanowires were grown in the nano-holes. Structural, crystalline and magnetic properties of the samples were evaluated using field emission scanning electron micr (FESEM), X-ray diffraction (XRD) and Vibrating Sample Magnetom (VSM) respectively. The results showed that nanowires have a diameter of 87 nm and crystalline structure with crystalline plates in directions (100), (002) and (110). A coercivity value of 600 Oe were obtained for nanowires, which is several times larger than cobalt bulk.
Keywords: Al alloy, anodizing, nanowires, electrodeposition, Coercivity -
Nano-structured surface and its ability to dual release of osteogenic and anti-inflammatory agents have a positive effect on the success of using titanium in orthopedic applications. For this purpose, TiO2 nanotubes (TNTs) were created via anodization method on Ti sheets and loaded by β-glycerophosphate (GP) and dexamethasone (DEX) as osteogenic and anti-inflammatory agents, respectively. They were coated with a polyvinyl alcohol (PVA) layer for controlling their releasing rate. The synthesized dual-release system was characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis, XRD and UV-Vis techniques. The average diameter of TNTs was 84.182 nm. The presence of drugs in the system has been proven in the FTIR analysis. UV-Vis technique’s results show that the coated layer could control the release rate to improve the potential of the structures for supporting mineralization. Releasing of DEX was higher than GP and reached to a constant rate after 9 days. MTT test results confirmed the possibility of the surface designed Ti for bone regeneration purposes.Keywords: Anodizing, TiO2 nanotubes, Dual releasing, Bone replacements, β-glycerophosphate
-
در این پژوهش اثر عملیات حرارتی همگن سازی و عملیات مکانیکی نورد گرم بر ریزساختار و رفتار خوردگی آلیاژ پایه منیزیم سازگار با محیط بدن حاوی روی، کلسیم و عناصر نادر خاکی، مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه به منظور بهبود خواص خوردگی، فرایند آندایزینگ با استفاده از روش HAE، در 3 چگالی جریان و 2 زمان مختلف روی هریک از نمونه ها انجام شد و لایه ی اکسیدی حاصل توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش خوردگی در محلول PBS، در دمای 37 درجه سانتی گراد و به روش غوطه وری انجام گرفت و کاهش وزن نمونه ها اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که عملیات حرارتی همگن سازی سبب یکنواخت شدن ساختار و بزرگ شدن اندازه دانه شده و تاثیر مطلوبی بر مقاومت به خوردگی آلیاژ داشته و باعث کاهش 20 درصدی نرخ خوردگی شده است. فرایند نورد داغ انجام شده نیز سبب افزایش اندازه دانه و همچنین کاهش 9 درصدی نرخ خوردگی شده است. همچنین فرایند آندایزینگ به طور کلی تاثیر مطلوبی بر خواص خوردگی نمونه ها داشته و در بهترین شرایط مشاهده شده، کاهش 80 درصدی در نرخ خوردگی را همراه داشته است. تاثیر زمان و چگالی جریان اعمالی فرایند آندایزینگ نیز مورد مطالعه قرار گرفت که نتایج حاصل برای هریک از نمونه ها تاثیر متفاوتی را نشان داده اند.
کلید واژگان: زیست سازگار، خوردگی، آندایزینگ، منیزیم، روش HAEIn this paper, the effects of anodizing, solution heat-treatment and hot-rolling on microstructure and corrosion behavior of a biocompatible magnesium alloy containing Zn, Ca, and rare earth elements (REEs) were investigated. The anodizing process using HAE method in 3 various current densities and 2 different times was performed on each of the specimens. The corrosion resistance of samples was evaluated by immersion test in PBS solution at 37 ° C. The resulting oxide film were studied by scanning electron microscopy and the weight loss of the specimens was measured after eliminating the oxide residues. The results showed that a uniform structure with increased grain size is made by solution heat-treatment. This treatment had a favorable effect on the corrosion resistance of the alloy and reduced the corrosion rate by 20%. The hotrolling process likewise increased grain size and reduced the corrosion rate by 9%. Also, the anodizing process generally had a favorable effect on the corrosion properties of the specimens and in the best condition, caused 80% reduction in the corrosion rate. The effect of time and applied current density of the anodizing process was also studied. Results showed different effects for each of samples.
Keywords: Biocompatible, corrosion, anodizing, magnesium, HAE method -
Different ceramic coatings can be fabricated on aluminum alloys by the anodizing process. In this process, the nanocells can grow directly from the bottom toward the surface of the coating layer. The ordered porous structure of the anodic aluminum oxide (AAO) layer is a very suitable template for the growth of magnetic nanowires. At this study, one- and two-step anodizing processes were conducted to fabricate the oxide layer in an appropriate acidic electrolyte at three different temperatures (0, -5, -10 ⁰C) and three different voltages (20, 27, 35 V) for 50 min on a 7075 aluminium alloy (7075 AA). The results showed that the samples’ thickness increased with increasing the voltage and decreasing the temperature. The microhardness of samples under different voltages increased with decreasing the temperature. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) images were taken from the back and cross-sections of nanocells. The results indicated that the samples which were anodized by the two-step process at -10 ⁰C and 35 V had yielded the best order. Afterward, Zn-Mn ferrite nanowires were produced by electrochemical deposition within the nanocells. X-ray diffraction (XRD) confirmed the formation of the Zn-Mn phase, and FESEM images showed the bulk morphology of nanowires with an appropriate saturation magnetization of about 63.64 emu/g.Keywords: anodizing, temperature, nanocells, ferrite, magnetic
-
امروزه فیلم های اکسید آلومینیوم آندی (AAO) ایجادشده به کمک آندایزینگ، دارای کاربردهای گسترده ای در حوزه های مختلفی از نانو می باشند. در این پژوهش به بررسی چگونگی ایجاد AAO به کمک آندایزینگ نرم و سخت آلیاژ آلومینیوم 1100 در سه شرایط متفاوت پرداخته شد و پارامترهای مشخصه فیلم های حاصل از این سه حالت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که به کمک مخلوط اسید اگزالیک- اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت آندایزینگ می توان در ولتاژهای پایین تری نسبت به آندایزینگ در محلول اسید اگزالیک به فیلم های AAO مناسب دست یافت. هم چنین با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی نشر میدانی مشخص شد، به کارگیری مخلوط اسید اگزالیک- اسید سولفوریک منجر به دست یابی به فیلم هایی با فاصله بین حفره ای و قطر حفره ای کمتر بدون کاهش کیفیت فیلم اکسیدی می شود. ضخامت لایه سدی نیز به عنوان پارامتر مهم برای رشد مواد مختلف درون AAO از 155 نانومتر به حدود 110 نانومتر کاهش می یابد. بررسی فازهای موجود در AAO به کمک آنالیز پراش اشعه ایکس حاکی از ساختار آمورف-بلوری این فیلم ها داشت. نتایج آنالیز EDS نشان داد، این فیلم ها با اضافه شدن اسید سولفوریک به محلول آندایزینگ حاوی مقادیر گوگرد می شوند و با افزایش غلظت اسید سولفوریک به کار رفته مقدار گوگرد بیشتر خواهد شد. این موضوع نشان دهنده قدرت اسیدی بالای اسید سولفوریک و نفوذ این عنصر به فیلم در حین فرایند آندایزینگ می باشد.کلید واژگان: آندایزینگ، الکترولیت، لایه سدی، اسید سولفوریک، فاصله بین حفره ایNowdays, AAO (Anodic Aluminium Oxide) films obtained by anodizing, have vast applications in different fields of nano. In this study, AAO films production by mild and hard anodizing of 1100 aluminium alloy was investigated in three different conditions, and the characteristic parameters of these films were studied. Results showed that AAO films produced in oxalic acid and sulfuric acid mixture as an anodizing electrolyte needs to lower voltage compared with films produced in oxalic acid electrolyte alone. Mixture of oxalic acid and sulfuric acid generated AAO films with smaller interpore distance and pore diamaeter without any reduction in oxide film quality. Thickness of the barrier layer which is an important parameter for the growth of materials, was also reduced from 155 nm to about 110 nm. Phase analysis results using XRD patterns showed amorphous-crystalline structure of AAO films. EDS results showed the presence of sulfur in these films with addition of sulfuric acid to the anodizing electrolyte, and the more sulfuric acid was added to the solution, the amount of sulfur was increased. This shows high acidic potential of sulfuric acid and its peneteration into the film during anodizing process.Keywords: Anodizing, Electrolyte, Barrier layer, Sulfuric acid, Interpore Distance
-
This study was carried out to synthesize 1D inorganic nanostructure using an electrochemical method without any template and additives. Copper foils were anodized in a KOH bath and were tested for their antibacterial performance. After anodizing, the obtained samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) to determine the corresponding morphology and crystal structure, respectively. Finally, the antibacterial activity of the samples against both E. coli and S. aureus was tested by agar diffusion test. The typical porous surfaces were realized in all samples. These micropores may be beneficial to cell attachment. The morphology of the anodized copper exhibited when the concentration of OH− kept on going up, micropores and simultaneously nanoparticles were formed on the surface. By increasing the concentration of KOH, the water contact angle with anodized Cu foil varied within the range of 65.4 to 89.7°. Parent copper foil did not show antibiotic activity. The anodized copper exhibited acceptable antibacterial activities. The antibacterial action was the same for anodized copper at different concentration of OH−, which had nothing to do with the concentration of KOH electrolyte. The obtained results indicated that the porous copper could be employed to improve antibacterial activities of pure copper to meet the needs of bioactive surfaces.Keywords: Antibacterial, Anodizing, Porous, Copper
-
در این پژوهش هدف این است که سختی پوشش آندایزینگ آلومینیوم به کمک روش طراحی آزمایش بهینه شود. متغیرهای متفاوتی بر سختی این پوشش موثر می-باشند که از مهم ترین آنها می توان به زمان، دما و متغیرهای مربوط به جریان پالسی (دانسیته جریان حداکثر و حداقل، فرکانس و چرخه کاری) اشاره کرد. در این راستا متغیرهای مذکور در سطوح مختلف به عنوان ورودی فرآیند طراحی آزمایش در نظر گرفته شد. هم چنین اثر این متغیرها بر سختی پوشش آندایزینگ آلومینیوم به صورت یک مدل ریاضی به عنوان خروجی به دست آمد. برای رسیدن به مدل نهایی از روش آنالیز تغییرات به منظور دست یابی به بهترین روش برای رسیدن به حداکثر سختی پوشش استفاده شد. با استفاده از این مدل ریاضی علاوه بر این که امکان تعیین موثرترین متغیرها وجود دارد، می توان بهینه مقدار سختی را نیز به عنوان خروجی فرآیند به دست آورد. نتایج نشان داد که دما و مربع چرخه ی کاری مهم ترین متغیرهای تاثیر گذار بر سختی این پوشش ها هستند. هم چنین پوششی با سختی Hv 491 در شرایط کاری دمای oC 13/3 ، زمان min 50/29، چرخه کاری 16/ 65 درصد، فرکانس Hz 94/146، جریان حداکثر A/dm2 09/4 و حداقل A/dm2 23/1 ایجاد شد.
کلید واژگان: آندایزینگ، جریان پالسی، سختی، طراحی آزمایشAbstract The aim of this work is to optimize the hardness of anodizing aluminum coating by design of experimental method. Various parameters affect the hardness of these coatings among which time, temperature and pulse current parameters (current density limit, frequency and duty cycle) were considered. According to this, mentioned parameters in different levels were considered as input variables. Also, the effect of parameters on the hardness of anodizing aluminum coating was obtained as a mathematical model. The final model was achieved by Analysis of variance which was used for attaining the best method to predict the maximum hardness of these coatings. The most effective variables and optimized hardness of anodizing aluminum coating were obtained by using the mathematical model. Experimental results showed that temperature and quadratic behavior of duty cycle were the most important terms on the hardness of these coatings. Furthermore, the maximum hardness of this coating was 491Hv, which was attained at the maximum and minimum current densities of 4.09, 1.23 A/dm2, frequency of 146.94 Hz, time of 29.50 min, duty cycle of 65.16% and the bath temperature of 3.13oC.
Keywords: anodizing, pulse current, hardness, design of experimental -
در این تحقیق با به کارگیری آندایزینگ دو مرحله ای، تمپلت آلومینایی منظم با قطر حفره 30 نانومتر و طول 15 میکرومتر ساخته شد. سپس با کمک روش غوطه وری در محلول سل، نانو سیم های فریت استرانسیوم تهیه شدند. نانوپودرهای فریت مورد نظر نیز با استفاده از روش سل- ژل سنتز شد. مشخصه یابی نانوساختارها با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و آزمون طیف سنجی توزیع انرژی (EDS) انجام شد. منحنی مغناطش برای نانوپودر و نانو سیم ها (در جهت موازی و عمود با محور نانو سیم) با استفاده از دستگاه تداخل سنج کوانتومی ابررسانایی (SQUID) رسم شد. نتایج بیانگر آن است آندایز دو مرحله ای در اگزالیک اسید 3/0 مولار در دمای چهار درجه سانتی گراد با آندایز مرحله اول 12 ساعت منجر به ایجاد تمپلت کاملا منظم می شود. روش غوطه وری در دمای 80 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت منجر به ایجاد نانو سیم های یکنواخت و منظم فریت استرانسیوم می شود؛ نانو سیم های مغناطیسی درون تمپلت ناهمسانگردی عمودی از خود نشان دادند.کلید واژگان: تمپلت آلومینایی، آندایزینگ، نانو سیم، فریت استرانسیوم، خواص مغناطیسیIn this research, ordered porous anodic templates with 30 nm diameter and 15 µm thickness were prepared by using double anodization process. Dip coating method was employed to synthesize strontium ferrite in the form of nanowires in sol dilution. Ferrite nanopowders were also synthesized using sol gel method. The characterization of the nanostructures were examined by X-Ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Hysteresis loops of nanopowders and nanowires, parallel and perpendicular to the wires axes, were measured by Superconducting Quantom Interference Device (SQUID). The results showed that double anodization in 0.3 M oxalic acid at 4 oC with a single anodization for 12 hours could produce ordered template. Dip coating in 80 oC for two hours could form fine and uniform strontium ferrite nanowires. The produced material showed parallel anisotropy.Keywords: Alumina template, Anodizing, Nanowire, Strontium ferrite, Magnetic properties
-
International Journal Of Bio-Inorganic Hybrid Nanomaterials, Volume:6 Issue: 1, Spring 2017, PP 37 -41Electroless composite coatings used for achieving of high hardness, lubrication properties, non-stick surface, abrasive coating applications that by impregnation of soft and hard particles into Ni matrix. Electroless Nickel-phosphorous coatings properties and performance is greatly affected by the amount of phosphorus in them. The phosphor in this coating usually varies from 1 to 13 percent. In this project we investigated effect of phosphor percent and distribution of it in alumina nanotube substrate. In this study we investigate effect of phosphor percent in distribution on substrate and our results suggest that the surfaces of Ni-P coatings are very complex in character, with a variety of features, which affect the function of the part in different ways.Keywords: Anodizing, Alumina nanotube, Electroless composite, Lubrication, Ni-P coatings
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.