فهرست مطالب

  • سال نهم شماره 4 (زمستان 1399)
  • تاریخ انتشار: 1400/01/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهدی رفیعی، محسن خواجه امینیان*، حکیمه زارع، رضا دهقان بنادکی صفحات 1-12

    در این پژوهش رنگدانه های سبز کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید به ترتیب با مخلوط کردن پودر مواد کروم اکسید و سیلیکا و نیز کروم اکسید و تیتانیوم دی اکسید به روش سرامیکی ساخته شده اند. نمونه های ساخته شده با استفاده از آسیاب سیاره ای درون حلال با نسبت جرمی 1 به 4 به مدت 5 ساعت پخش و همگن گردیده سپس به روش چاپ تخت بر روی سرامیک چاپ و در شرایط صنعتی کارخانه پخت گردید. ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از آنالیز پراش پرتوی X، شکل و اندازه ذرات ساخته شده بوسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و خواص نوری آنها با آزمون های رنگ سنجی و طیف بازتاب ارزیابی شدند. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتوی X، نشان می دهد در هر دو نمونه ساختار دو فازی به صورت مجزا ایجاد شده است. متوسط اندازه بلورک های نمونه های کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید به ترتیب 40 و 34 نانومتر اندازه گیری شده است. تصاویر SEM نشان می دهد میانگین اندازه رنگدانه های سبز کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید به ترتیب 290 و 143 نانومتر است. خواص فیزیکی سرامیک های چاپ شده بوسیله ی SEM و آزمون رنگ سنجی مورد بررسی قرارگرفت. میانگین اندازه رنگدانه های سبز کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید بر روی سرامیک چاپ شده به ترتیب 131 و 106 نانومتر است.

    کلیدواژگان: رنگدانه، کروم اکسید، سیلیکا، تیتانیوم دی اکسید، سرامیک، چاپ
  • یاسمن شیرازی مقدم، سمیه اعلم الهدی*، سید مرتضی مسعود پناه صفحات 13-26

    در این پژوهش نانوذرات LiMn1.5Ni0.5O4. که به عنوان ماده مورد استفاده در کاتد باتری های لیتیمی شناخته می شوند، به روش سنتز احتراق محلولی برای نخستین بار توسط سوخت CTAB و همچنین مخلوط سوخت های "گلایسین و CTAB" و "سیتریک اسید و CTAB" در نسبت های سوخت به اکسید کننده برابر 5/0، سنتز شدند و تاثیر نوع سوخت مورد استفاده بر خواص ریزساختاری و خواص الکتروشیمیایی باتری های حاصل از پودرهای سنتز شده بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون آنالیز گرمایی بیانگر افزایش شدت احتراق ژل مورد نظر در حضور سوخت های گلایسین و سیتریک اسید بوده است. همچنین نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس پودرهای سنتز شده به وسیله مخلوط سوخت های "سیتریک اسید و CTAB"، و "گلایسین و CTAB"، تشکیل فاز LiMn1.5Ni0.5O4. بدون حضور ناخالصی هارا تایید می کنند و نمایانگر بهبود بلورینگی پودرها در مقایسه با پودرهای سنتز شده به وسیله CTAB است. نتایج حاصل از تست BET نشان می دهد که به دلیل آزادسازی گازها در حین فرآیند احتراق ذرات سنتز شده با مخلوط سوخت گلایسین و CTAB دارای بیشترین مساحت سطح ویژه برابر m2/g 400 هستند همچنین مساحت سطح ویژه پودرهای سنتز شده با مخلوط سوخت های CTAB و سیتریک اسید برابر m2/g 269 است که بیشتر از پودرهای تولید شده با سوخت CTAB به تنهایی است به طور کلی استفاده از مخلوط سوخت ها باعث افزایش سطح ویژه می شود. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمایانگر ذراتی ریزدانه با مورفولوژی کروی هستند و با استفاده از مخلوط سوخت ها اندازه ذرات از 15 به 10 و 11 نانومتر کاهش پیدا می کند. در نهایت با بررسی خواص الکتروشیمیایی باتری های حاصل مشاهده شد که باتری های حاصل از پودرهای سنتز شده به وسیله مخلوط سوخت های سیتریک اسید و CTAB، دارای بیشترین ظرفیت دشارژ برابر mAh/g 125 بودند چراکه دارای مساحت سطح ویژه بزرگ و پارامتر شبکه کوچکی برابر Å 1671/8 هستند.

    کلیدواژگان: باتری لیتیم-یون، ماده کاتدی، سنتز احتراق محلولی، ترکیب LiMn1.5Ni0.5O4، خواص الکتروشیمیایی
  • رضا رشوند، بابک مزینانی، نازنین محمدی ظلانی* صفحات 27-36

    در این پژوهش مزوپور اکسید تیتانیوم- اکسید سیلیسیم دوپ شده با نقره (TiO2-SiO2-Ag) به روش هیدروترمال سنتز و تهیه گردید. از تیتانیوم ایزوپروپوکساید، تترا اتیل اورتوسیلیکات و نیترات نقره به عنوان پیش ماده اکسید تیتانیوم، اکسید سیلیسیم و اکسید نقره استفاده شد. ابتدا نانوکامپوزیت مزوپور TiO2-SiO2 با نسبت وزنی سیلیکا به تیتانیای 3 (SiO2:TiO2:3:1) به روش هیدروترمال در دماهای 70 و 130 درجه سانتی گراد سنتز شد، سپس به نمونه ها 5 درصد وزنی نقره اضافه شد. مشخصه یابی نمونه ها با استفاده از آنالیزXRD ،SEM ،EDS  ، Map و BET انجام گرفت و به منظور بررسی و مقایسه عملکرد فوتوکاتالیستی نمونه های سنتزی تحت نور مریی و فرابنفش، از دستگاه طیف سنج UV-Vis استفاده شد. نتایج ایزوترم جذب- واجذب نیتروژن بیانگر ساختار مزوحفره برای نمونه های TiO2-SiO2 است. نتایج آنالیز XRD حضور فاز آناتاز و روتایل را در نمونه های TiO2-SiO2 و وجود فاز نقره را در کنار فاز آناتاز و روتایل در ترکیب TiO2-SiO2-Ag تایید کرد. بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نمونه ها در اثر تابش نور مریی فرابنفش نشان داد که بالاترین درصد تخریب آلاینده (33%) برای نمونه با نسبت سیلیکا به تیتانیای 3 و دمای هیدروترمال 70درجه سانتی گراد که حین سنتز نمونه مزوپور، نقره به آن اضافه شد (TS3A-70) مشاهده گردید.

    کلیدواژگان: اکسید تیتانیوم، اکسید سیلیسیم، نقره، فوتوکاتالیستی
  • مسعود شکرالهی، محمدرضا سائری*، هاجر احمدی مقدم صفحات 37-48

    سرامیک اکسید سریم دوپ شده با گادالونیوم (GDC) به دلیل هدایت یون اکسیژن بالا به عنوان الکترولیت در پیل های سوختی حالت جامد کاربرد زیادی دارد. در این مطالعه تاثیر نانو اکسید مس به عنوان کمک زینتر بر خواص الکترولیت GDC شامل ریزساختار و هدایت یونی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، تاثیر افزودن مقادیر 2/0، 5/0 و 1 درصد مولی نانو اکسید مس بر سرامیکGDC سنتز شده به روش حالت جامد مطالعه شد. نتایج پراش اشعه ایکس نشان داد که با افزودن نانو اکسید مس به مقدار 1 درصد مولی فاز ناخالصی مربوط به ترکیب CuO شناسایی می شود. بر اساس چگالی و هدایت یونی اندازه گیری شده، مقدار 5/0 درصد مولی نانو اکسید مس به عنوان مقدار بهینه معرفی می گردد. با فزودن 5/0 درصد مولی نانو اکسید مس، چگالی سرامیک GDC به 97 درصد چگالی تیوری افزایش و هدایت یونی الکترولیت به مقدار 89 درصد بهبود یافت. بررسی ریزساختار نمونه ها نشان داد که نانو اکسید مس تاثیر زیادی بر ریزساحتار سرامیک GDC دارد و ریزساختاری با یکنواختی بیشتر از نظر توزیع اندازه دانه حاصل می گردد. افزایش در هدایت یونی و کاهش در انرژی اکتیواسیون الکترولیت GDC در حضور کمک زینتر نانو اکسید مس، می تواند ناشی از افزایش چگالی، رشد دانه و کاهش مقاومت مرز دانه باشد.

    کلیدواژگان: اکسید سریم دوپ شده با گادالونیوم، نانو اکسید مس، کمک زینتر، ریزساختار، هدایت یونی
  • ارغوان نوروزیان کرمانی، مرتضی زند رحیمی*، هادی ابراهیمی فر صفحات 49-62

    پوشش های کامپوزیتی حاوی فسفر و ذرات سرامیکی از جمله پوشش هایی هستند که به لحاظ خواص مناسب نظیر مقاومت به خوردگی، مقاومت به اکسیداسیون و سختی بالا مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق پوشش کامپوزیتی Co-P-nano-Al2O3 با استفاده از تکنیک رسوب دهی الکتریکی به روش جریان مستقیم بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن AISI 430 پوشش داده شد. کیفیت پوشش و مقاومت به خوردگی آن با تغییر مقدار آلومینا (3، 4، 5 و g/L 6) در حمام مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی مورفولوژی و آنالیز پوشش کامپوزیتیCo-P-nano-Al2O3  تشکیل شده به ترتیب از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکرو آنالیز EDS استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش غلظت ذرات نانو آلومینا در محلول آبکاری از g/L 3 با روند افزایش 1 واحدی به g/L 5 درصد وزنی ذرات نانو آلومینا در پوشش افزایش می یابد و پس از آن با افزایش غلظت ذرات نانو آلومینا در محلول آبکاری درصد وزنی ذرات نانو آلومینا در پوشش کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که در حمام حاوی g/L 5 آلومینا، پوشش کامپوزیتی تشکیل شده کاملا یکنواخت و پیوسته است در حالی که با افزایش یا کاهش مقدار آلومینا، امکان تشکیل پوشش مناسب بر روی کل سطح زیر لایه وجود ندارد. به منظور بررسی مقاومت به خوردگی، آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول آبی 5/3 درصد وزنی NaCl بر روی نمونه های پوشش دار و بدون پوشش انجام شد. نتایج آزمون های پلاریزاسیون تافل و الکتروشیمیایی نیز با تصاویر میکروسکوپی مطابقت داشت و نشان داد که پوشش تشکیل شده در حمام حاوی  g/L 5 آلومینا بیشترین مقاومت به خوردگی را دارد.

    کلیدواژگان: پوشش کامپوزیتی، نانو آلومینا، غلظت، مقاومت به خوردگی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک
  • آرزو قادی*، پروین غربانی صفحات 63-75

    هیدروکسید روی کلراید نانو ساختار با استفاده از یک روش ساده با فرایند سونوشیمیایی در دمای پایین سنتز شد. مورفولوژی و کریستالیته محصولات با استفاده از  FESEMو  TEM, XRD بررسی شد. اثر متغیرهای مستقل از جمله زمان تماس، pH ، غلظت جاذب و غلظت رنگزا بر عملکرد پاسخ با روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی ترکیب مرکزی CCD مورد ارزیابی قرار گرفت. از آنالیز واریانس با عنوان ANOVA برای آنالیز پاسخ ها استفاده شد. بررسی مدل های ایزوترمی و سینتیکی نشان داد که داده های تجربی با مدل ایزوترم جذب سطحی تمکین و سینتیک شبه مرتبه دوم هم خوانی دارد. در شرایط بهینه، نانو ساختار هیدروکسید روی کلراید  پتانسیل موثری در حذف رنگزا راکتیوآبی  39  نشان داد.

    کلیدواژگان: رنگ راکتیوآبی39، نانو ذرات هیدروکسید روی کلراید، ایزوترم، روش سطح پاسخ
  • گلزار راغب، مریم سعیدی فر*، جعفر جوادپور صفحات 76-105

    آلبومین ماکرومولکول پروتئینی است که از اوایل قرن بیستم مورد توجه بوده و کاربردهای درمانی متعددی دارد. آلبومین به عنوان یک پروتئین فراوان با زیست سازگاری، خون سازگاری و زیست تخریب پذیری مناسب است. وجود گروه های عاملی متعدد امکان حمل مقادیر قابل توجه عوامل درمانی، تشخیصی و همچنین عوامل هدفمندسازی به آن را امکان پذیر می سازد. این پروتئین ازیک طرف کاربرد درمانی داشته و از طرف دیگر در فرمولاسیون های مختلفی جهت حمل عوامل دارویی و تشخیصی استفاده می شود. مزایا و پتانسیل های متعدد این پروتئین آن را در کانون توجه محققین حوزه پزشکی قرار داده است. مزایای زیادی برای نانوکامپوزیت های بر پایه ی آلبومین در تسهیل کاربردهای بالینی آن ها در زمینه های مختلف، شامل رهایش دارو، تصویربرداری زیستی و ترانوستیک، مهندسی بافت و پوشش در نظر شده است.

    کلیدواژگان: پروتئین، آلبومین، نانوکامپوزیت، سامانه دارورسانی، تصویربرداری، مهندسی بافت
  • مهسا فخارپور*، فاطمه میرجلیلی، آزاده افخمی صفحات 106-119

    هدف از این تحقیق ایجاد پوشش TiO2 بروی زیرلایه کاشی با استفاده از روش سل- ژل و غوطه وری می باشد. در ابتدا پوشش TiO2 از روش سل ژل تهیه گردید و سپس لایه نشانی در سه مرحله با مدت زمان های غوطه وری متفاوت (s60، 40 ،20) انجام گرفت و در نهایت نمونه ها در دمای °C 450 کلسینه شدند. مشخصات فازی و ریزساختاری نمونه ها با استفاده از آنالیز اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد تحلیل قرار گرفت. در نمونه های با زمان غوطه وری 20 و40 ثانیه فازهای غالب، فازهای زیرلایه شامل مولایت و کوراندوم می باشند، درحالی که در نمونه  با زمان غوطه وری 60 ثانیه  فاز  غالب فاز آناتاز می باشد. بررسی های ریز ساختاری با استفاده ازمیکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که در زمان های اولیه لایه نشانی، جوانه های اولیه TiO2  تشکیل می گردد و با افزایش زمان لایه نشانی، پوششی در حدود nm 50 روی جوانه های اولیه رشد می یابند. نتایج میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که کسر تخلخل سطحی نمونه ها و زبری سطح با افزایش ضخامت لایه نشانی از نمونه ها  با زمان غوطه وری 20 ثانیه  تا زمان غوطه وری 60 ثانیه افزایش می یابد. برای اصلاح سطح و کاهش انرژی سطحی پوشش TiO2  از اسید استیاریک استفاده شده است. پس از اصلاح سطح نمونه ها، نمونه با زمان غوطه وری 20 ثانیه دارای رفتار آبدوست و  نمونه ها  با زمان غوطه وری 40 و 60 ثانیه رفتار آبگریزی نشان دادند. زوایای تماس نمونه ها با زمان غوطه وری20 ،40 و60 ثانیه به ترتیب ° 01/99 ، °23/91 و °42/74 به دست آمدند. در نهایت مقاومت به سایش پوشش ها با استفاده از آزمون سایش پین روی دیسک ارزیابی شدند و میانگین ضریب اصطکاک برای پوشش TiO2 برای هر سه نمونه 2/0 به دست آمد.

    کلیدواژگان: پوشش تیتانیوم دی اکسید، آبگریزی، آبدوستی، مقاومت به سایش
|
  • Pages 1-12

    In this research Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 green pigments have been fabricated using a mixture of Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 powder by ceramic method. The samples have been homogenized using planetary mill in a solvent with a ratio of 1:4 for 5 h and then printed on the ceramic using screen printing method and heated in the industrial condition. The crystal structure of samples, the shape and the size of the particles and their optical properties have been characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and UV-Vis spectroscopy and CIE L*a*b* colorimetric methods. The XRD results show two-phase structure has been created in both samples. The average of crystallite size for Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 were measured 40 and 34 nanometers, respectively. The SEM images show that the average size of Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 are 290 and 143 nanometers, respectively. The physical properties of printed ceramic were investigated by SEM and colorimetric methods. The average particle size for printed samples, Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2, on the ceramic were measured 131 and 106 nm respectively.

    Keywords: Pigment, Cr2O3, SiO2, TiO2, Ceramic, Print
  • Pages 13-26

    In this research LiMn1.5Ni0.5O4 nano powders that are used as cathode material for lithium-ion batteries were prepared by solution combustion synthesis route. Cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), mixture of “CTAB and glycine” and also mixture of “CTAB and citric acid” were used as fuel using fuel to oxidant ratio of 0.5. The effect of fuel type on microstructure and electrochemical properties of the powders was studied. Differential thermal analysis (DTA) results demonstrated that the gel combustion intensity increases in presence of glycine and citric acid fuels. XRD results of the powders synthesized by mixture of “citric acid and CTAB” and “glycine and CTAB” shows formation of single phase LiMn1.5Ni0.5O4 with a higher crystallinity. BET results show that the surface area of the powders prepared by mixture of fuels are equal to 400 m2/g and 269 m2/g for “CTAB and glycine” and” CTAB and citric acid” mixtures respectively that are higher than the surface area of the powders prepared by CTAB. SEM results show spherical fine particles (15 to 10 nm). The highest discharge capacity (125mAh/g) was obtained for the powders synthesized with the mixture of citric acid and CTAB due to its high surface area and small cell parameter (8.1671 Å).

    Keywords: Lithium-ion batteries, Cathode material, Solution combustion synthesis, LiMn1.5Ni0.5O4, Electrochemical properties
  • Pages 27-36

    In this project, mesoporous titanium oxide-silicon oxide doped by silver (TiO2-SiO2-Ag) was hydrothermally synthesized. Titanium isopropoxide, tetraethyl orthosilicate and silver nitrate were used as precursors for TiO2, SiO2 and Ag, respectively. Initially TiO2-SiO2 mesoporous nanocomposite was synthesized with weight ratios of silica to titania SiO2:TiO2:3:1 via hydrothermal method at 70˚C and 130˚C, then 5wt% of silver was added to each sample. The samples were characterized using XRD, SEM, EDS, Map and BET analysis and photocatalytic performance of synthetic samples under visible light and ultra-violate were investigated using UV-Vis spectroscopy The results of isotherm adsorption-desorption of nitrogen indicate the mesoporous structure of TiO2-SiO2 samples. XRD analysis confirmed the presence of anatase and rutile phases in TiO2-SiO2 samples and also the presence of silver phase along with anatase and rutile in TiO2-SiO2-Ag composition. Examination of the photocatalytic activity of the specimens by visible and ultraviolet light showed that the highest degradation percentage of pollutant (33%) under visible-light and ultra-violate was observed for the sample with silica to titania ratio of 3 via hydrothermal method at 70˚C with additions of silver during synthesis (TS3A-70).

    Keywords: titanium oxide, silicon oxide, silver, photocatalytic
  • Pages 37-48

    Gadanium doped cerium oxide ceramic (GDC) is widely used as solid electrolytes in solid oxide fuel cells because of its high oxygen ion conductivity. In this study, the effect of addition of nano CuO as a sintering aid on the properties of GDC electrolyte were investigated. For this purpose, 0.2, 0.5, and 1% mole of nano Cuo was added to GDC ceramics, which was synthesized by the solid-state method and the effect in microstructure and ionic conductivity of this solid electrolyte were investigated. The results of X-ray diffraction showed that the presence of the CuO phase as an impurity phase was detected by adding 1% mole nano CuO. Based on the results of density and ionic conductivity, 0.5% mole nano CuO was introduced as the optimal value. With the addition of 0.5% mole nano CuO, the density of GDC ceramic increased to 97% theoretical density and the ion conductivity improved by 89%. The SEM results showed that adding nano CuO had a great effect on the microstructure of the GDC ceramic and the uniform microstructure was obtained. An increase in ionic conductivity and a decrease in the activation energy of GDC electrolyte in the presence of nano CuO could be due to increased density, grain growth and reduced resistance of grain boundaries.

    Keywords: Gadolinium Doped Cerium Oxide, nano CuO, Sintering aid, Microstructure, Ionic Conductivity
  • Pages 49-62

    Composite coatings containing P and ceramic particles are considered in terms of properties such as corrosion resistance, oxidation resistance and high hardness. In this study, Co-P-nanoAl2O3 composite coating was fabricated on the AISI 430 stainless steel substrate using a direct current electric deposition technique. The quality of the coating and its corrosion resistance were studied by changing the amount of alumina (3, 4, 5 and 6 g/L) in the electrolyte bath. In order to investigate the morphology of the composite coating and the analysis of the Co-P-nanoAl2O3 composite coated samples, a scanning electron microscope (SEM) and EDS analyzer were used, respectively. The results showed that by increasing the concentration of nano-alumina particles in the electrolytic solution from 3 g/L with a 1 unit increase to 5 g/L, the weight of nano-alumina particles in the coating increased. Then by increasing the concentration of nano-alumina particles in the electroplating solution the weight percentage of nano-alumina particles in the coating reduced. Also the results showed that, the composite coating formed in the bath containing 5 g/L alumina is perfectly uniform and continuous, while with increasing amount of alumina, it is not possible to form a suitable coating on the entire surface of the substrate. In order to investigate the corrosion resistance, potentiodynamic polarization experiments were applied in aqueous solution of 3.5% NaCl on coated and non-coated samples. The results of Tafel and electrochemical polarization tests were also correlated with microscopic images and showed that the coated in the bath containing 5 g/L alumina had the highest corrosion resistance.

    Keywords: Composite Coating, Nano Alumina, Concentration, Corrosion Resistance, Potentiodynamic Polarization
  • Pages 63-75

    Zinc hydroxide chloride nanostructure was successfully synthesized through a simple method at low temperature by sonochemical process. The morphology and crystalline of the products were analyzed by XRD, FESEM and TEM. The effect of independent variables including contact time, solution pH, adsorbent dosage and the concentration of dyes on response performance with response to surface methodology based on Central Composite Designs. ANOVA was applied to analyze the responses.  Investigating the isotherm and  kinetic models showed that the experimental data were correlated with Temkin adsorption isotherm model and pseudo-second order kinetic. In optimal conditions, Zinc hydroxide chloride nanostructure has the potential to remove Reactive Blue 39 dye.

    Keywords: Reactive Blue 39 dye, Zinc hydroxide chloride nanostructure, Isotherm, Response Surface Methodology
  • Pages 76-105

    Albumin is a protein macromolecule that it has been attractive since the early 20th century and has several therapeutic applications. Albumin is an aboundant serum with good biocompatibility, hematopoiesis and biodegradability in blood. The existence of multiple functional groups makes it possible to carry significant amounts of therapeutic and diagnostic factors, as well as targeting factors. This protein, on the one hand, has therapeutic uses and, on the other hand, is used in various formulations to carry pharmaceutical and diagnostic agents. There are many benefits to albumin-based nanocomposites in facilitating their clinical applications in a variety fields, including drug release, imaging, teranostic, tissue engineering, and coatings.

    Keywords: Protein, Albumin, Nanocomposite, Drug Delivery, Imaging, Tissue Engineering
  • Pages 106-119

    The aim of this study is to create TiO2 coating on the tile substrate using cell-gel and immersion method. Initially, TiO2 coating was prepared by sol gel method and then, deposition was performed in three stages with different immersion periods of 20, 40 and 60 s and finally, the samples were calcined at 450 °C. The phases and microstructural characteristics of the samples were analyzed using X-ray analysis and scanning electron microscopy. The results of phase analysis showed that in samples with immersion time of 20 and 40 seconds, the dominant phases were sublayer phases include of mulite and corundum, while in samples with immersion time of 60 seconds, the predominant phase was the anatase phase. Microstructural studies using scanning electron microscopy showed that, in the early stages of deposition, the initial nuclei of TiO2 was formed, and as the deposition time increased, a cover of TiO2 nanoparticles about 50 nm was grown on the initial nuclei. AFM results showed that, the surface porosity fraction of the samples and the surface roughness increased with increasing layer thickness of sample with immersion time of 20 s to sample with immersion time of 60 s. Stearic acid has been used to modify the surface and reduce the surface energy of TiO2 coating.  After surface modification of samples, the sample with immersion time of 20 s showed hydrophilic behavior and the samples with immersion time of 40 and 60 s showed hydrophobic behavior. The contact angles of the samples with immersion time of 20, 40 and 60 s were obtained 74.42 °, 91.23 ° and 99.01 °, respectively. At last, the abrasion resistance of the coatings was assessed using Pin on disc method and the average friction coefficient for TiO2 coating for all three samples was 0.2.

    Keywords: TiO2 coating, Hydrophobic, Hydrophilic, Abrasion resistance