فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 27 (1395)
  • پیاپی 27 (1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/03/31
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سمانه اسماعیل زاده*، کیوان رئیسی، فخرالدین اشرفی زاده صفحات 1-15
    هدف از پژوهش حاضر، بررسی تاثیر چگالی جریان پوشش دهی بر خواص فوق آبگریزی و مقاومت به خوردگی پوشش های نیکل حاصل شده به روش رسوب دهی الکتریکی است. برای این منظور، پوشش های نیکل با ساختار سلسله مراتبی میکرو- نانو به روش رسوب دهی الکتریکی روی زیرلایه مس در دو چگالی جریان 10 و mA/cm2 20 تشکیل شد. مورفولوژی این پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد. تصاویر به دست آمده نشان داد که ساختار پوشش متشکل از مخروط های میکرو و نانو است و اندازه مخروط های میکرو با افزایش چگالی جریان کاهش می یابد. بافت نسبی پوشش ها توسط الگوی پراش پرتوی ایکس و توپوگرافی آن ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش چگالی جریان پوشش دهی، بافت پوشش از (220) به (311) تغییر می کند و میزان زبری متوسط سطح پوشش نیز به میزان کمی کاهش می یابد. با اندازه گیری زاویه تماس آب روی سطح پوشش ها مشاهده شد که قرار دادن هر دو پوشش بلافاصله پس از پوشش دهی در هوا و دمای اتاق سبب تغییر خاصیت تر شوندگی آن ها از فوق آبدوستی به فوق آبگریزی به دلیل تشکیل لایه اکسید نیکل روی سطح پوشش شده که سبب کاهش انرژی سطحی می شود. همچنین رفتار خوردگی پوشش ها توسط آزمون های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 % کلرید سدیم مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون های خوردگی تاثیر آبگریزی را بر افزایش مقاومت به خوردگی پوشش های نیکل نشان داد و مشاهده شد که پوشش تولید شده در چگالی جریان mA/cm2 20 نسبت به پوشش دیگر از مقاومت پلاریزاسیون بیشتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: فوق آبگریز، رسوب دهی الکتریکی، پوشش نیکل، مورفولوژی سطح، سلسله مراتبی
  • حسین عبدوس*، حسین بنا متجدد امروز، منصور سلطانیه صفحات 17-26
    پایداری شیمیایی آلیاژ پایه نیکل آلومیناید IC221M پس از انجام عملیات اکسیداسیون در دمای بالا، در محیط کربنات مذاب با ترکیب یوتکتیک LiNaCO3، به منظور تعیین امکان جایگزینی آن در بخش آب بندی تر در پیل سوختی کربنات مذاب مورد بررسی قرار گرفت. دما و زمان مطلوب اکسیداسیون به ترتیب C֯1000 و 25 ساعت تعیین شدند. با انجام عملیات اکسیداسیون، ترکیبات اکسیدی NiO، NiAl2O4، ZrO2وAl2O3 (به ترتیب از سطح بیرونی آلیاژ) تشکیل شدند. در زیر این ترکیبات و در فصل مشترک زیرلایه و محصولات سطحی، منطقه تخلیه شده از آلومینیم (Aluminium Depleted Zone-ADZ) مشاهده شد. ترکیبات اکسیدی و این لایه به عنوان عامل عدم نفوذ رو به بیرون عناصر آلیاژی از درون زیرلایه تشخیص داده شدند. پس از انجام آزمایش غوطه وری نمونه ها در محیط کربنات مذاب در دمای C֯700 ، ترکیبات پایدارتر در این محیط مانند NiCO3، LiAlO2 و ترکیبات CrO3 و Na2CrO4 در اثر نفوذ کروم، در ضخامت بالای ADZ اضافه می شوند. نرخ تغییرات وزن در بازه زمان غوطه وری 100 تا 215 ساعت در دمای C֯700، g.cm-2.hrs-15-10*2 تقریب زده شد. پس از گذشت این زمان، نرخ تغییرات وزن روند کاهنده داشته ، لذا ترکیبات پایدار مذکور، پس از رسیدن به مقدار مناسب، مقاومت مناسبی را در آلیاژ ایجاد می کنند.
    کلیدواژگان: پیل سوختی کربنات مذاب، صفحات جداکننده، آلیاژ IC221M، اکسیداسیون دمابالا
  • حمیدرضا فرنوش* صفحات 27-38
    در این پژوهش از لایه نشانی الکتروفورتیک برای ایجاد پوشش های مرتبه ای از نانوذرات HA/TiO2 بر روی زیرلایه آلیاژ Ti-6Al-4V استفاده شد. ساختار مرتبه ای پوشش به وسیله افزودن ذرات هیدروکسی آپاتیت به سوسپانسیون لایه نشانی حاوی ذرات TiO2، به مدت زمان 3 دقیقه در ولتاژ V 20 ایجاد شد. برای بررسی ساختار فازی لایه پوشش، قبل و بعد از عملیات تف جوشی از آزمون پراش اشعه ایکس (XRD)، استفاده شد. ریزساختار و ترکیب شیمیایی پوشش ها به وسیله میکروسکوب الکترونی روبشی مجهز به امکانات طیف سنجی تفرقی انرژی (EDS) مطالعه شد. نتایج آزمون ریزخراش نشان داد که به وسیله ایجاد ساختار مرتبه ای HA/TiO2 و کاهش یافتن اختلاف ضریب انبساط حرارتی بین هیدروکسی آپاتیت و زیر لایه تیتانیوم، استحکام چسبندگی پوشش افزایش یافته و فشار تماسی بحرانی GPa 13/4=Pc1 و GPa 28/5=Pc2 به دست آمد. همچنین نتایج آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان داد که افزودن اکسید تیتانیم در پوشش و ایجاد ساختار مرتبه ای در نمونه FG، باعث کاهش میزان چگالی جریان خوردگی و بهبود مقاومت خوردگی در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) می شود، که این موضوع با کاهش تخلخل های موجود در پوشش FG در مقایسه با پوشش HA همراه است.
    کلیدواژگان: مواد مرتبه ای، لایه نشانی الکتروفورتیک، هیدروکسی آپاتیت، تیتانیا، ریزساختار
  • حسن ثقفیان لاریجانی*، مجید رهگذر، سید ابوالفضل سید سجادی صفحات 39-48
    در تحقیق حاضر اثر غلظت یون بورهیدرید به عنوان عامل احیاکننده در حمام آبکاری بر روی ساختار و سختی پوشش نیکل-بور الکترولس در شرایط پس از آبکاری و نیز پس از عملیات حرارتی مطالعه شد. جهت بررسی ساختار پوشش Ni-B الکترولس، پوشش های اعمال شده، از سطح و مقطع مورد متالوگرافی قرار گرفتند. آنالیز XRD روی پوشش در دو شرایط قبل و بعد از عملیات حرارتی، حکایت از آمورف بودن پوشش پس از آبکاری و تبلور آن طی عملیات حرارتی داشته و آنالیز EDS عناصر نیکل، بور، آهن و سرب را در پوشش شناسایی کرد. نتایج آزمون میکروسختی نشان داد که افزایش غلظت سدیم بورهیدرید در حین آبکاری باعث افزایش میکروسختی پوشش در شرایط پس از آبکاری و پس از عملیات حرارتی می گردد و در غلظت یکسان عامل احیاکننده، میکروسختی پوشش عملیات حرارتی شده از پوشش فقط آبکاری شده بیشتر است. بیشینه میکروسختی حاصل برای پوشش های فقط آبکاری شده g50HV 854 و برای پوشش های عملیات حرارتی شده g50HV 1121 بود.
    کلیدواژگان: پوشش نیکل، بور الکترولس، عملیات حرارتی، سختی، عامل احیاکننده، سدیم بورهیدرید
  • محمد قربان پور* صفحات 49-56
    بهینه سازی مدت حرارت دهی تراشه نقره سیلانکاری شده توسط آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان در محیط آبی مورد استفاده در حسگرهای تشدید پلاسمون سطح هدف از انجام این تحقیق بوده است. در این تحقیق تراشه نقره با ضخامت nm 50 توسط محلول آبی آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان سیلانکاری شده و در زمانهای مختلف در دمای C°100 حرارت دهی شد. تراشه های سیلانه شده در نهایت با کمک روش های میکروسکوپ نیروی اتمی، حسگر تشدید پلاسمون سطحی و اندازه گیری زاویه تماس آب آنالیز شدند. تراشه های حاصل خواص نوری مناسبی جهت استفاده در حسگر تشدید پلاسمون سطحی داشتند. با افزایش مدت حرارت دهی زبری سطح افزایش یافته، پاسخ تشدید پلاسمون سطحی تراشه تا حدی کاهش یافت. از سوی دیگر با افزایش مدت حرارت دهی تراشه نقره سیلانکاری شده، پایداری شیمیایی تراشه در مقابل آب نمک 2 مولار افزایش یافت. از سوی دیگر حرارت دهی تراشه سیلانکاری شده موجب افزایش آمین در دسترس تراشه نقره شد.
    کلیدواژگان: تشدید پلاسمون سطحی، تراشه نقره، حرارت دهی، آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان، پایداری شیمیایی
  • ولی علی میرزالو* صفحات 57-69
    برای حذف لایه آلفای سطحی از سطح قطعات فورج داغ شده از جنس آلیاژ تیتانیم و بهبود کیفیت سطح معمولا از فرآیند اسیدشویی استفاده می شود. با توجه به اثر متقابل پارامترهای موثر در این فرآیند، بررسی تاثیر پارامترها بر کیفیت سطح قطعه و میزان باربرداری و بهینه سازی آنها، نیازمند انجام آزمایشات تجربی و استفاده از روش های مدلسازی است. در این تحقیق، تاثیر پارامترهای دما، مدت عملیات، غلظت اسید های هیدروفلوریک و نیتریک بر توابع پاسخ زبری سطح قطعه و عمق باربرداری، مدلسازی و بهینه سازی می شود. ابتدا با طراحی آزمایشات با روش تاگوچی و انجام آنها، تاثیر پارامترهای مذکور بر توابع پاسخ با روش شبکه عصبی مصنوعی مدلسازی می شود و با استفاده از این مدل تاثیر پارامترهای ورودی بر زبری سطح قطعه و عمق باربرداری بررسی می گردد. سپس با ترکیب روش الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی، مقدار بهینه پارامترهای ورودی بدست می آید. نتایج نشان می دهد که شبکه عصبی پیش خور سه لایه ای با الگوریتم آموزش پس انتشار لونبرگ-مارکوارت با ده گره برای لایه پنهان با دقت بالایی زبری سطح و عمق باربرداری را برحسب پارامترهای ورودی مدلسازی می کند. با افزایش دما و درصد اسید هیدروفلوریک، عمق باربرداری بیشتر می شود و درصد اسید نیتریک و دمای عملیات در تاثیر بر عمق باربرداری باهم اثر متقابل دارند. مدت عملیات در زبری سطح تاثیر قابل توجهی ندارد و با افزایش دما در درصدهای پایین اسید هیدروفلوریک، زبری سطح کاهش می یابد اما در درصدهای بالای اسید، زبری سطح افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: اسید شویی، آلیاژ تیتانیم، زبری سطح، شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک
  • مژگان شفیعی*، مهدی کلانتر، سید صادق قاسمی، مسعود مصلایی پور صفحات 71-80
    پوشش کامپوزیتی سیلیکا-آلومینا روی فلزات و آلیاژها و بخصوص بر روی فولادها می تواند نقش افزایش مقاومت به سایش، مقاومت به خوردگی و مقاومت به اکسیداسیون را داشته باشد. در همین راستا در این تحقیق پوشش کامپوزیتی سیلیکا-آلومینا به روش سل-ژل روی فولاد St 52 مورد بررسی قرار گرفته است. سل آلومینا با استفاده از آلومینیوم ایزوپروپوکساید و سل سیلیکا نیز با استفاده از تترااتوکسید سیلسیم به عنوان پیش ماده تهیه گردید. سپس دو سل با نسبت های وزنی مختلف با یکدیگر مخلوط شد. نمونههای فولادی پس از پولیش و چربی گیری با روش غوطه وری پوشش داده شدند. پوششهای اعمال شده پس از خشک شدن در دمای محیط، در دمای 500 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت پخت شدند. میکروساختار و آنالیز فازی پوشش به ترتیب توسط میکروسکوپ SEM و XRD و مقاومت به خوردگی آن با انجام تستهای الکتروشیمیایی و چسبندگی پوشش به روش pull off مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش محتوای سیلیکا در پوشش های کامپوزیتی سیلیکا-آلومینا ریزساختار متراکم و همگن تری حاصل شده و مقاومت در برابر خوردگی و استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: فولاد، سل، ژل، پوشش سیلیکا، آلومینا، خوردگی
  • مهدی رزاقی کاشانی*، محمد علیمردانی، میر حمید رضا قریشی صفحات 81-92
    این پژوهش روش های صعود موئینگی واشبرن و قطره گذاری ثابت بر سطوح صاف و فاقد تخلخل را به عنوان دو روش اصلی در اندازه گیری دقیق انرژی سطحی مواد پودری مورد ارزیابی و مقایسه قرار می دهد. از پودر سیلیکای اصلاح نشده و سه نوع اصلاح شده با عوامل جفت کننده سیلانی استفاده و اثر ماهیت شیمیایی سیلان و همچنین طول زنجیره آلیفاتیکی کوتاه (سه کربنه) و بلند (16 کربنه) سیلان بر انرژی سطحی این مواد بررسی می شود. بدنبال ارزیابی فرآیند اصلاح سطحی با طیف سنجی مادون قرمز، روشی نوین جهت تهیه قرص های غیر قابل نفوذ از مواد پودری با استفاده تلفیقی از پرس هیدرولیکی و پرس ایزواستاتیک سرد معرفی می گردد. استفاده از سیلان با طول زنجیر آلیفاتیکی بلند در مقایسه با سیلان کوتاه زنجیر می تواند با ایجاد یک سطح بسیار آبگریز انرژی سطح سیلیکا را به شکل معناداری تغییر دهد، به گونه ای که زاویه تماس آب که در مورد سیلیکای اصلاح شده با سیلان با طول زنجیر آلیفاتیکی سه کربنه 47 درجه مشاهده شده بود به 137درجه در مورد سیلان با زنجیر 16 کربنه تغییر یافت. در ادامه شرایط سطحی سیلیکا با استفاده از مقدار سیلان به سیلیکای مصرفی تغییر داده شد و پخش ذرات پرکننده در ماتریس پلیمری به عنوان نمونه ای از اهمیت اندازه گیری دقیق انرژی سطحی مورد کنترل قرار گرفت.
    کلیدواژگان: انرژی سطحی، نانوسیلیکا، صعود موئینگی، پرس ایزواستاتیک سرد
  • لیلا کرم زاده، محمود ربیعی*، حامد جمشیدی اول صفحات 93-103
    زیرکونیوم وآلیاژهای آن کاربرد فراوانی در پزشکی ارتوپدی داشته و در مقایسه با فولاد زنگ نزن ،تیتانیوم و سایر فلزات مورد استفاده در ساخت ایمپلنت ها، از استحکام و مقاومت به خوردگی بیشتری برخوردار است. در این تحقیق شیشه سرامیک SiO2-P2O5-CaO-ZrO2 باروش سل ژل برروی فلز زیرکونیوم پوشش داده شد. زیست فعالی پوشش های ایجاد شده با غوطه وری در محلول SBF مورد بررسی قرار گرفتند. نمونه های آماده شده قبل و بعد از غوطه وری در محلول SBF به کمک تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) مورد آنالیز فازی قرار گرفتند. کیفیت ومورفولوژی پوشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با جایگزینی کلسیم توسط زیرکونیم، ساختار آپاتیتی به دست آمده را می توان به صورت Ca10-xZrx(PO4)6(OH)2 در نظر گرفت. همچنین پوشش شامل ذرات بسیار ریز بوده و با افزایش مقدار زیرکونیا پوششی همگن و یکنواخت با تخلخل های کمتری حاصل می شود.
    کلیدواژگان: شیشه سرامیک کلسیم فسفاتی، زیرکونیا، سل، ژل، زیست فعالی، پوشش دهی
|
  • S. Esmailzadeh*, K. Raeissi, F. Ashrafizadeh Pages 1-15
    The purpose of this work is to investigate the effect of deposition current density on superhydrophobicity characteristic and corrosion resistance of nickel electrodeposited coating. Nickel coating with hierarchical structure was fabricated on copper substrate by electrodeposition process at current density of (10 and 20) mA/cm2. The surface morphology of electrodeposited nickel coatings was examined by scanning electron microscope which showed that the coating structure consisted of micro and nano shaped cones and the size of micro cones decreased by increasing the current density. The relative texture of the coatings was also determined by X-ray diffraction pattern. The results showed that the relative texture direction changed from (220) to (311) by increasing the current density from 10 to 20 mA/cm2. The surface topography studies by atomic force microscope showed decrease in surface roughness by increasing the current density. The wet angle measurement results showed that the wettability of nickel coatings varied from super- hydrophilicity to super- hydrophobicity by exposing the coating in air at room temperature. The reason of this behavior is the formation of NiO on the surface of rough nickel film which decreased the surface energy. The corrosion behavior of the coatings was evaluated in 3.5wt% NaCl solution by electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization tests. Results revealed the positive effect of hydrophobicity on increase in corrosion resistance of coatings and it was shown that the coating formed at 20 mA/cm2 had higher polarization resistance compared to other coating.
    Keywords: Superhydrophob, Electrodeposition, Nickel coating, Surface morphology, Hierarchical
  • H. Abdous *, M. Soltanieh, H. Banna, Motajadded Pages 17-26
    Corrosion behavior of self-coated Nickel Aluminide IC221M alloys were examined in molten carbonate media with LiNaCO3 eutectic composition, to investigate the possibility of usage in wet-seal area in molten carbonate fuel cell. The desired temperature and time of oxidation process assigned as 1000֯ C and 25 hours respectively. Self-coating process resulted the formation of NiO NiAl2O4 ZrO2 and Al2O3 in order, from the outer interface. Under these compounds, in the substrate interface, an Aluminum depleted zone (ADZ) was observed. Oxide compounds together with this layer, perform as a barrier for alloying elements outward diffusion. After immersion test, more stable compounds such as NiCO3 LiAlO2 and CrO3, Na2CrO4 (formed by Cr diffusion), were observed above the ADZ. Weight-gain rate between the 100 to 215 hours of immersion test were estimated 2*10-5 g. cm-2. hrs-1 with a decreasing trend by time progress; which means that the mentioned stable compounds, provide a suitable corrosion resistance in Base alloy, after formation of required amount.
    Keywords: molten carbonate fuel cell, separator plates, IC211M alloy, high temperature self, coating
  • H. Farnoush Pages 27-38
    In this work, functionally graded coatings of HA/TiO2 nanoparticles were fabricated by electrophoretic deposition on Ti-6Al4V substrate. The functionally graded structure of HA/TiO2 coatings was formed by gradual addition of HA suspension into the deposition cell containing TiO2 nanoparticles under voltage of 20 V for 3 min. The X-ray diffraction was used for phase analyses of coatings before and after sintering. The microstructure and chemical composition of coatings were characterized by scanning electron microscope equipped with energy dispersive spectrometry. The micro-scratch test results showed that the adhesion strength of functionally graded coating was increased and critical contact pressures of Pc1=4.13 GPa and Pc2=5.28 GPa was obtained which would be due to the reduction of thermal expansion coefficient mismatch between Ti-6Al4V substrate and HA. The results of potentiodynamic polarization measurements showed that addition of TiO2 in the graded structure of coating could efficiently reduce the corrosion current density and improve corrosion resistance in simulated body fluid (SBF) solution which is consistent with lower porosities in FG coating as compared to HA coating.
    Keywords: Functionally graded materials, Electrophoretic deposition, Hydroxyapatite, Titania, Microstructure
  • M. Rahgozar, H. Saghafian*, S.A. Seyed, Sadjadi Pages 39-48
    In the present research, the effect of borohydride ion concentration existing in the electroless plating bath on the microstructure and hardness of electroless Ni-B coatings in the as-plated and heat treated conditions has been studied. In order to study the structure of electroless Ni-B coatings, the surface and cross-sectional images were examined. XRD analysis of the as-plated and heat-treated coatings showed that the former has an amorphous structure, while the latter has a crystalline one. EDS analysis confirmed the presence of Ni, B, Fe and Pb in the coatings. Microhardness test results revealed that the increasing of sodium borohydride concentration during plating enhanced the microhardness of the coatings in the asplated and heat-treated conditions. Also, at constant concentration of sodium borohydride, applying the heat treatment led to increase the microhardness. The maximum microhardness for the as-plated and heat treated coatings were 854 HV50g and 1121 HV50g respectively.
    Keywords: Electroless Ni, B coating, heat treatment, hardness, reducing agent, sodium borohydride
  • M. Ghorbanpour Pages 49-56
    The aim of this work was the optimization of annealing time of silver chip silanized by aminopropyl try ethoxy silane. Silver chip with 50 nm thickness silanized by aqueous silane was annealed in different time at 100 °C. Silanized chips were analyzed via AFM, surface Plasmon resonance sensor and contact angle measurement. Result chips had good optical property for surface Plasmon resonance sensors. By increasing the annealing time, the roughness and chemical stability of silanized chips increased, while their surface plasmon resonance response weakened. Also, annealing increased amine accessibility of chips.
    Keywords: Surface Plasmon Resonance, Silver chip, 3, Aminopropyltriethoxysilane, Chemical stability
  • V. Alimirzaloo* Pages 57-69
    Alfa layer due to the hot forging of the titanium alloy is removed using the acid pickling operation. Because of the interaction between the effective parameters, investigation and optimization of the effective parameters needs experimentation and modeling methods. In this research effect of the temperature, operation time and percent of the hydrofluoric and nitric acids on the surface roughness and depth of cutting are modeled and optimized. First the experiments are designed using taguchi method and implemented. Then the process is modeled by an artificial neural network and the effect of the parameters on the surface roughness and depth of cutting are investigated. Next by combining the artificial neural network with genetic algorithm the process is optimized. Results show that a Multilayer Feed forward network with Levenberg-Marquardt backpropagation learning algorithm and ten nods in the hidden layer could model the operation precisely. Increasing the temperature and hydrofluoric acid percent cause to increase the depth of cutting. Nitric acid percent and operation temperature have interaction in affecting on the amount of depth of cutting. Operation time have no affect on the roughness. Increasing the temperature at low percent of hydrofluoric acid cause to decrease the roughness however it increases at high percent of hydrofluoric acid.
    Keywords: Acid pickling, titanium alloy, surface roughness, Artificial neural network, genetic algorithm
  • M. Shafiei*, M. Kalantar, S. S. Ghasemi, M. Mosallaeepour Pages 71-80
    Silica-alumina composite coatings have been applied on metals, alloys and special steels to increase the wear resistance, corrosion resistance, and resistance to oxidation. In this regard, silica-alumina ceramic coating by sol-gel method was applied on Carbon Steel. Alumina sol was prepared by using Aluminum-isopropoxide as a precursor and Silica sol was prepared by using Tetraehyl Orthosilicate as a precursor. Then the sols with the different weight ratios of SiO2:Al2O3 were mixed together and steel samples after polishing and degreasing were coated by dipping method. Microstructure and Phase analysis of coated samples evaluated by using scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques. Corrosion resistance and adhesion strength evaluated by using electrochemical testing and pull off method. The results show that with increasing silica content in the silica-alumina composite coatings corrosion resistance and adhesion strength of the coating to the substrate increases .
    Keywords: steel‚ sol, gel‚ silica, alumina coating‚ corrosion
  • M. Alimardani, M. Razzaghi, Kashani, M. H. R. Ghoreishy Pages 81-92
    In present contribution two main methods of Washburn capillary rise (WCR) and sessile drop technique on non-porous and smooth surfaces are to be compared in evaluating the surface energy of powder materials. Pristine silica and silane modified powders are used to assess the influence of silane nature and silane spacer length of 3-carbon and 16-carbon chain upon the surface energy of these powders. Having examined the surface modification of silica using infrared spectroscopy, an innovative method for preparing non-penetrable surface based on a combinatory press technique encompassing hydraulic and isostatic press is introduced. Using silane of high spacer length leads to an extremely hydrophobic surface where a contact angle of 47 degree for 3-carbon silane modified silica was varied to a value of 137 degree in 16-carbon silane modified one. In an attempt to clarify the significance of accurate measurement of surface energy, silane to silica ratio was adjusted to control surface properties of silica and then the silica dispersion was expected to be similar in specimens having identical surface energy.
    Keywords: Surface Energy, Nano, Silica, Capillary Rise, Cold Isostatic Press
  • L. Karamzadeh, S. M. Rabiee*, H. Jamshidi, Aval Pages 93-103
    Zirconium and its alloys are frequently used in orthopedic medicine and in comparison with stainless steel, titanium and other metals used in the manufacture of implants; the strength and corrosion resistance is more. In this research, ceramic glass SiO2- P2O5-CaO-ZrO2 was coated by sol gel method on zirconium. Bioactivity of the coatings was evaluated by immersion in SBF solution. The prepared samples before and after immersion in SBF solution was analyzed using X-ray diffraction techniques (XRD) and infra-red spectroscopy (FTIR). Morphology and quality of coatings were examined by scanning electron microscopy (SEM). The results show that by replacing calcium with zirconium the obtained apatite structure can be considered in the form of Ca10-xZrx(PO4)6(OH)2. Also, the coating consist of very fine particles and by increasing of zirconia content a uniform coating with lower porosity is obtained.
    Keywords: Calcium phosphate glass, ceramic, Zirconia, Sol, gel, Bioactive, Coating