فهرست مطالب

مواد پیشرفته و پوشش های نوین - پیاپی 18 (پاییز 1395)

فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش های نوین
پیاپی 18 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • رضا شجاعی اوغاز*، ایمان برح بخش صفحه 1259
    یکی از چالش های بزرگ در صنعت نفت، گاز وپتروشیمی، ساییدگی تجهیزات می باشد. در این تحقیق، یک فرایند پوشش دهی جدید با استفاده از آسیاکاری مکانیکی، برای فائق بر این مشکلات پیشنهاد می گردد. در این مقاله به منظور ساخت پوشش با استفاده از پودر های مس، نیکل و نانو ذرات سیلیس، بر روی بستر فولادی، در دمای اتاق وتحت جو محیط، با استفاده از گلوله های خرد کننده در زمان های مختلف آسیا، برای نمونه های سری 1 (30% مس) ونمونه های سری 2 (30% نیکل) انجام گرفته است. نفوذ دو جانبه ی عناصر نیکل و مس در طول آسیاکاری منجر به تشکیل محلول جامد Ni-Cu و ایجاد پوشش کامپوزیتی بر سطح نمونه ها می شود. مشخصات میکرو ساختاری سطح پوشش با استفاده از آنالیزهای متعدد از جمله: میکروسکوپ الکترونی روبشی FESEM، طیف سنجی اشعه ایکس با انرژی پراکنده EDS، آنالیز زبری سطح و سایش نشان داد که با استفاده از روش و شرایط عملیاتی مناسب، ضخامت لایه پوشش تشکیل شده در سری 1 (30%مس) بیشتر از سری 2 (30%نیکل) می باشد. نتایج پراش اشعه ی X (XRD) تشکیل نانو کریستال های محلول های جامد را اثبات نمود.
    کلیدواژگان: آسیاکاری مکانیکی، نانو ذرات سیلیس، محلول جامد نانو ساختار Ni، Cu، FESEM، زمان آسیاکاری
  • حمیدرضا مسیحا، محمود علیاف خضرایی*، حمیدرضا باقری، مرتضی قیطانی، علیرضا صبور روح اقدم، قاسم براتی دربند صفحه 1267
    در این پژوهش فرآیند پوشش دهی به روش اکسیداسیون ریزجرقه (MAO) بر روی زمینه آلومینیمی AA1230 انجام گرفت. این نمونه ها با و بدون پیش فرآیند SMAT در الکترولیت پایه فسفاتی و در حضور نانوذرات نیترید سیلیسیم (Si3N4) پوشش داده شده اند. سپس به منظور بررسی نحوه توزیع نانوذرات و عناصر در داخل پوشش، مورفولوژی سطح نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشاهده شده و نمونه ها تحت آنالیزEDS قرار گرفته و نقشه عنصری عناصر مختلف بدست آمد. برای تعیین مقاومت به خوردگی پوشش از روش پلاریزاسیون پتانشیودینامیک استفاده شد. همچنین برای تمام نمونه ها آزمایش ترشوندگی توسط محلول آب دیونیزه انجام شده و زاویه ترشوندگی محاسبه شد. همچنین میزان زبری سطح پوشش ها نیز توسط دستگاه زبری سنج اندازهگیری شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که میانگین زاویه ترشوندگی در نمونه های با پیش فرآیند نانو بلوری کردن حدودا 27 درصد نسبت به نمونه های بدون پیش فرآیند افزایش یافت و همچنین نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که ایجاد فرآیند نانوبلوری کردن بر روی نمونه ها قبل از پوشش دهی باعث جذب نانو ذره بیشتر و سبب افزایش مقاومت به خوردگی پوشش ها می شود ولی افزایش شدت برخورد ساچمه ها در اثر بزرگتر شدن قطر آنها میزان تغییر شکل پلاستیک در سطح نمونه ها را بیشتر کرده و موجب افزایش ترک ها و منافذ در سطح نمونه می شود که این امر موجب کاهش مقاومت به خوردگی می گردد.
    کلیدواژگان: اکسیداسیون ریزجرقه، آلومینیم، نانوبلوری، SEM، مقاومت به خوردگی
  • حمید محمد حسینی، محمدرضا منافی*، اسماعیل قاسمی، پدرام منافی، پروین احسانی نمین صفحه 1279
    هدف اصلی پروژه حاضر تهیه کامپوزیت های ذره ای پلی پروپیلن-تالک و بررسی رنگ آمیزی آن با دی اکسیدتیتان می باشد. بدین منظور در این تحقیق از ذرات دی اکسیدتیتان به صورت میکرو و نانو به عنوان عامل رنگ کننده سفید استفاده شده است و سعی بر این بود تا تفاوت های عملکرد این دو نوع رنگ دانه مشخص شود. علاوه برآن ویژگی های آمیزه نهایی نظیر خواص مکانیکی و شاخص مذاب نیز بررسی گردیده است. بدین منظور آمیزه های پلی پروپیلن/ تالک که شامل مقادیر مختلف از دی اکسیدتیتان به صورت میکرو و نانو در اکسترودر دوپیچه هم سوگرد تهیه گردید. برای بررسی اثر دی اکسیدتیتان از آزمون های: کشش، ضربه، شاخص جریان مذاب، میکروسکوپ الکترونی روبشی و تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده استفاده شد. نتایج نشان داد که اگرچه حضور تیتانیم دی اکسید چه به صورت نانو و چه به صورت میکرو در مقادیر استفاده شده تاثیر چندانی بر شاخص جریان مذاب ندارد اما خواص مکانیکی و نوری پلیمر به شدت متاثر از حضور نانوذرات و میکرو ذرات تیتانیم دی اکسید است.
    کلیدواژگان: رنگ پذیری، پلی پروپیلن، دی اکسیدتیتان، اندازه ذره
  • فاطمه رحیمی قهرودی، زاهد احمدی*، منوچهر خراسانی صفحه 1289
    نقصان چسبندگی پوشش های آلی بر روی زیرآیند های پلاستیکی ناشی از پایین بودن انرژی سطحی این سطوح می باشد. به منظور بهبود چسبندگی یا باید انرژی سطحی زیرآیند را افزایش داد و یا با تغییراتی در ساختار پوشش، سطح نیرو های جاذبه را ارتقاء بخشید. در این پژوهش، با طراحی و ساخت چند پلیمر آکریلیکی با گروه های عاملی متفاوت و بررسی میزان عملکرد آن ها، موضوع چسبندگی را بررسی کرده ایم. بخش ترموپلاست رزین های تهیه شده از مونومرهای متیل متاکریلات و بوتیل متا کریلات و مونومرهای عامل دار انتخاب شده شامل آکریل آمید، اسید اکریلیک و 2 هیدروکسی اتیل متاکریلات می باشند. پس از تهیه رزین ها، ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی آنها مانند گرانروی، درصد مواد جامد و… اندازه گیری شد. سپس پلیمر های ساخته شده بر سطح پلاستیک پلی پروپیلن اعمال شدند و خواص فیزیکی و شیمیایی سطح مورد بررسی قرار گرفتند. چسبندگی پوشش های اعمال شده با روش کراس کات و عملکرد مکانیکی سطح نیز با آزمون خراش ارزیابی شد. علاوه بر آن نتایج پژوهش نشان داد که با بهینه سازی ترکیب آستر، خواص سطحی پلاستیک پوشش یافته به مقدار زیادی بهبود می یابد و براین اساس می توانند به عنوان آسترهای موثر برسطح پلاستیک ها به کار روند.
    کلیدواژگان: پوشش پلاستیک ها، رزین آکریلیک، خراش، چسبندگی، آستر
  • محسن حاجی بیگی*، مسحن شعبانیان صفحه 1297
    در این پژوهش، فیلم های پلی لاکتیک اسید (PLA) ، با درصدهای متفاوت پلیمر شبکه ای به روش قالب ریزی تهیه و میزان عبوردهی بخار آب و اکسیژن در آنها، ارزیابی گردید. پلیمر شبکه ای توسط 2-آکریل آمیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسید و N،N′ -متیلن بیس آکریل آمید به روش پلیمریزاسیون رادیکالی تهیه گردید و ساختار آن توسط اسپکتروسکوپی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) تایید شد. نتایج الگوی پراش پرتو X فیلم های PLA، اثر متقابل مناسب پلیمر شبکه ای و پلی لاکتیک اسید را نشان داد. با افزایش درصد پلیمر شبکه ای به PLA میزان نفوذ پذیری بخار آب و سرعت عبوردهی اکسیژن کاهش یافت. میزان نفوذپذیری PLA خالص نسبت به بخار آب، g/m2. 24h 012/0 ± 243/0 بود، درحالیکه مقادیر نفوذپذیری فیلم های 2 و 6 درصد وزنی از PLA و پلیمر شبکه ای نسبت به بخار آب به ترتیب به g/m2. 24h 010/0 ± 235/0 و g/m2. 24h 013/0 ± 229/0 رسید.
    کلیدواژگان: پلی لاکتیک اسید، پلیمر شبکه ای، نفوذپذیری بخار آب، سرعت نفوذ اکسیژن، پلیمریزاسیون
  • خسرو خدابخشی*، ساناز بابادی صفحه 1303
    این پژوهش به مطالعه خواص خودتمیزشوندگی پوشش هیبریدی TiO2/SiO2 برروی الیاف پلیاستر میپردازد. استفاده از ترکیبات نانو سیلیکا به منظور کاهش تخریب سطح در حضور نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم بود. در ابتدا سل ژل ‏هایی از TiO2 و SiO2به طور جداگانه تهیه گردید و سپس سل- ژل‏ها در ترکیب درصدهای مولی مختلف SiO2/TiO2 به منظور پوشش‏دهی الیاف پلیاستر آماده شدند. نتایج به دست آمده از آزمونهایFTIR و ATR نشان دهنده تشکیل ذرات سیلیکا و دیاکسید تیتانیوم و پس از فرآیند پوشش دهی نشان دهنده وجود پیوند شیمیایی بین پوشش و الیاف است. نتایج آزمونXRD نشان داد که اثر افزودن نانو ذرات سیلیکا فقط در سطح نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم بوده و این واکنش در ساختار داخلی، انحلال یا رشد بلور در نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم تغییری ایجاد نکرده است. از آزمون SEM به منظور بررسی نحوه ی ایجاد پوشش بر سطح الیاف استفاده گردید که تصاویر نشان دادندکه در اثر افزودن SiO2 پوشش ‏دهی بهبود یافته و لایه‏ای یکنواخت تر و ضخیم تر روی سطح الیاف مشاهده می‏گردد. نتایج آزمون زاویه ی تماس افزایش خاصیت آب دوستی در اثر افزودن SiO2 را نشان داد. تصاویر به دست آمده از الیاف پس از قرارگیری در معرض امواج ماورای بنفش نشان میدهد که بیشترین میزان تخریب لکه مربوط به الیاف پوشش داده شده با ترکیب 50:50 SiO2/TiO2 است. آزمون کشش نیز نشان میدهد که در اثر پوششدهی و قرارگیری در معرض امواج ماورای بنفش تخریب بستر در الیاف رخ داده و خواص مکانیکی کاهش مییابند که با افزودن نانو ذرات سیلیکا کاهش تخریب در بستر مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: خودتمیزشوندگی، پلی استر، نانو دی اکسید تیتانیوم، فتوکاتالیست، نانوسیلیکا
  • غلامرضا نبیونی، فاطمه صادق پور، کامبیز هدایتی*، داود قنبری صفحه 1313
    در این تحقیق در ابتدا نانوذرات فریت کبالت به روش همرسوبی با استفاده از سورفکتانت های طبیعی مختلف نظیر لاکتوز، گلوکز، ساکاروز و... (به عنوان عامل پوششی) سنتز گردید. سپس کامپوزیت نانوذرات فریت کبالت/ پلی آنیلین برای پوشش سطحی تجهیزات نظامی (مخفی نمودن آنها از دید رادارها) به منظور جذب امواج مایکروویو و میرا کردن آن به روش پلیمریزاسیون ساده در دماهای پایین تهیه شد. برای مشخصه یابی ساختاری نمونه های تهیه شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس(XRD) ، طیف سنج مادون قرمز (FT-IR) و برای بررسی خاصیت مغناطیسی آنها ازمغناطوسنجی نیروی گرادیان متناوب(AGFM) استفاده شد و نتایج، خاصیت سوپر پارا مغناطیس و فرو مغناطیس را برای نانوذرات فریت کبالت در دماهای مختلف نشان می دهد.
    کلیدواژگان: نانوذرات، نانوکامپوزیت، جذب امواج مایکروویو
|
  • Reza Shojaee*, Iman Barahbakhsh Page 1259

    One of the big challenge in the oil, gas, petrochemical industries is equipment wearing. Tackling this process ,a new coating process using mechanical milling, have been proposed.This study has been done in a method of mechanical alloying in order to build a coating using copper , nickle powders and silica nonoparticles, on the steel plat form , at theroom , tempeerature and under the enviranment space with the use of grinder bullets for different periods of time (1,3,5,10,20 and 30 hours) for the samples of series 1 (30%containing copper) and samples of series 2 (30% containing nickle).The mutual diffusion of the elements during milling which led to the formation of a Ni–Cu solid solution and the creation of Ni–Cu coating on the surface of samples was studied.Micro-structural characterization of the coating surface using optical microscope, electron rubshi microscope (FESEM), spectroscopy of X.ray with the scattered energy and analysing the roughness and abrasion of the surface were studied. ,the thickness of coating layer is formed on the series 1(30%copper) is more than series 2(30%nickel)and at the long time periods of milling X-ray diffraction (XRD) results revealed the formation of nanocrystalline solid solutions.
    Keywords: mechanical alloying, nanoparticles SiO2, Ni–Cu solid solution, Microstructure, Nanostructures, High-energy milling
  • Mahmoud Alyaf Khazraee* Page 1267
    In this study, coating process was carried out using micro-arc oxidation (MAO) on aluminum AA1230 substrate. The specimens have been coated with and without SMAT pre-process in the phosphate based electrolyte and in the existence of silicon nitride nanoparticles (Si3N4). Then, in order to study how to distribute of nanoparticles and the elements within the coating, morphology of the samples' surface was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and they were studied using EDS analysis and elemental maps of different components obtained. potentiodynamic polarization method was used to determine the coating's corrosion resistance. Also, wettability test has been performed for all samples through deionized water solution and contact angle was computed. The value of coating surface roughness was also measured by roughness measuring device. The results of this study showed that the contact angle mean in all samples with nano-crystallization pre-process is increased approximately 27% compared to the ones without pre-process. Furthermore, the consequences of study demonstrated that developing nano-crystallization process on the specimens prior to coating culminate in adsorbing more nanoparticles and causes to increase corrosion resistance of the coatings. But, increasing in the intensely impact of balls resulting from getting larger of their diameter result in much more increases in plastic deformation on the surface of the specimens and gives rise to the increase of cracks and pores in the sample surface which reduces corrosion resistance.
    Keywords: Micro arc oxidation, Aluminum, Nanocrystalization, SEM, Corrosion Resistance
  • Hamid Mohammad Hoseini, Mohammad Reza Manafi*, Ismaeil Ghasemi, Pedram Manafi Page 1279
    In this study particulate composite based on polypropylene/ talc containing different amount of titan dioxide were produced. Titan dioxides powders were incorporated in nano and micro size. The effect of micro and nano size of titan dioxide were studied via mechanical (tensile and impact properties) and color matching tests. The samples were obtained using a co-rotating twin screw extruder. The results showed that the presence of titan dioxide has not considerable effect on melt flow index of the samples in both sizes. However, the different meaningful results were obtained in mechanical and optical testes due to different size (micro and nano) for the samples. The samples containing nano size titan dioxide showed better mechanical and optical test due to higher surface/volume ratio.
    Keywords: Coloring, polypropylene, titan dioxide, particle size
  • Fatemeh Rahimi Ghahroudi, Zahed Ahmadi*, Manoochehr Khorasani Page 1289
    Adhesion dysfunction of organic coatings on the plastic substrates arise from less surface energy of these surfaces. To improve the adhesion, the surface energy should be increased or with some modifications in the structure of coatings, the strength of the attraction forces should be improved. In this research, acrylic polymers were designed and synthesized with various functional groups and their functions were investigated to evaluate adhesion. The thermoplast part of the resins were prepared from methyl methacrylate and butyl methacrylate monomers and acrylamide, acrylic acids and 2-hydroxy ethyl methacrylate functional monomers. The physical, chemical and mechanical properties of the synthesized resins were analyzed such as viscosity, solid percent, … Then, the synthesized polymers were coated on the polypropylene substrates and the physical and chemical properties of surfaces were analyzed. The adhesion of coatings were analyzed with cross cut method and their mechanical properties with crust hatch cut examination. In addition, the results of this research showed that with optimization of polymer compounds, the surface of polyethylene was improved coated with synthesized resins. Therefore, they can be effective coatings on the plastic surfaces.
    Keywords: plastic coating, acrylic resin, adhesion, primer
  • Mohsen Hajibeygi*, Mohsen Shabanian Page 1297
    Poly lactic acid (PLA) films were prepared using different mass% of a network polymer by casting method and water vapor and oxygen permeability of prepared films were investigated. The network polymer was synthesized from 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and N,N′-methylenebisacrylamide by radical polymerization and its structure was confirmed by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The result of X-ray analysis was indicated that the network polymer structure had been a desirable interaction with poly lactic acid. By increase network polymer content to PLA, the water vapor permeability and oxygen transmission rate have decreased. The water vapor permeability was decreased from 0.243 ± 0.012 g/m2.24h for neat PLA to 0.235 ± 0.01 and 0.229 ± 0.013 g/m2.24h for the PLA films containing 2 and 6 mass% of network polymer, respectively.
    Keywords: Polylactic acid, Network polymer, Water vapor permeability, Oxygen transmission rate, Polymerization
  • Khosrow Khodabakhshshi, Sanaz Babadi Page 1303
    One of the most common methods to removed contaminations from different substrates is to use the photocatalysis properties of a thin TiO2 nanoparticles coating on that substrate. A thin layer of TiO2 nanoparticles are usually applied on any surface using the Solgel method. Polyester fabrics were modified with TiO2 and TiO2/SiO2 nanocomposites through a low-temperature sol–gel method, so the self-clean properties of TiO2/SiO2 hybrid coatings on polyester fibers were studied. Silica was used to reduce the tendering effect of TiO2 nanoparticles. Sol-gels from TiO2, SiO2, and their blends in different weight ratios of 20:80, 50:50 and 80:20 were prepared and coated on the fibers surfaces by immersion, padding, and curing. FTIR and ATR results confirm the appearance of TiO2 and SiO2 nanoparticles in the solgels adnd chemical bonds between the coating and fibers after the deposition of the TiO2/SiO2 solgels. XRD experiment revealed that the nano silica treatment only influenced the surface properties of TiO2 nanoparticles and not the morphology and crystalline structure. Surface morphology of polyester samples was analyzed through the SEM images and it is shown that adding SiO2 resulted in a more uniform coating with a higher thickness. Contact angle measurements showed higher hydrophilicity by increasing nano SiO2 content. The highest self-clean property under UV radiation was also seen for the 50:50 SiO2/TiO2 composition. Finally, the mechanical properties of coated fibers dropped under UV radiation and it is shown that SiO2 incorporation in the coating formulation resulted in a slower rate of decrease in mechanical properties upon UV radiation.
    Keywords: Self-cleaning, polyester, nano titanium dioxide, nano silica, photocatalyst
  • gholamreza nabiyouni, fateme sadeghpour, kambiz hedayati, davood ghanbari Page 1313
    In this restructure CoFe2O4 nanoparticles were first synthesized via precipitation method by various natural capping agents such as lactose, glucose and sucrose. Then CoFe2O4 / poly aniline nanocomposites then were prepared using an easy polymerization method in low temperature for surface coating of military equipment (invisible they radars) for microwave absorber and obviation it. The prepared products were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Magnetic property studies of the products were carried out using an alternating gradient force magnetometer (AGFM) and the results illustrated super- paramagnetic behavior of CoFe2O4 nanoparticles.
    Keywords: Nanoparticle, Nanocomposite, Microwave absorber