نویسندگان

1 دانشگاه شهرکرد، گروه مهندسی مواد، شهرکرد، ایران

2 شرکت گاز استان چهارمحال بختیاری، شهرکرد، ایران

چکیده

در این پژوهش، نشست الکتروشیمیایی نانوذرات آلومینا- تیتانیا به صورت لایه نازک در محیط‌ های الکلی مختلف از جمله الکترولیت‌های اتانولی، بوتانولی و ایزوپروپانولی بر روی زیرلایه‌های فولادی Api5-GrB با استفاده از فرآیند الکتروفورتیک (Electrophoretic)  مورد ارزیابی قرار گرفت. عملیات پوشش دهی در محدوده ولتاژ 30 تا 60 ولت انجام شد، همچنین از روش کرونوآمپرومتری برای بررسی مکانیزم جوانه زنی و کیفیت سطحی پوشش‌ها استفاده گردید. نانوذرات آلومینا- تیتانیا، الکترولیت‌های الکلی مختلف (اتانول، بوتانول و ایزوپروپانول)، ذرات پراکنده ساز (ید) و زیرلایه‌های فولادی Api5-GrB به عنوان مواد مصرفی مورد استفاده قرار گرفتند. در آزمون اندازه گیری وزن پوشش نشان داده شد که وزن پوشش ایجاد شده با افزایش ولتاژ پوشش دهی افزایش می‌یابد. با اعمال ولتاژهای 30 و 40 ولت، بیشترین میزان پوشش در حضور سوسپانسیون بوتانولی ایجاد شد اما با افزایش ولتاژ، بیشترین پوشش در حضور سوسپانسیون اتانولی تشکیل شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of Electrical Resistance and Electrophoretic Deposition of Al2O3-TiO2 Nanoparticles in Different Alcoholic Environments

نویسندگان [English]

  • Behnam Mobini Dehkordi 1
  • Behroz Shayegh Borujeny 1
  • Mohammad Reza Saeri 1
  • Majid Moradi 1
  • Yahya Abdollahi 1
  • Shahram Sharifian 2

1 University of Shahrekord, Department of Material Engineering, Shahrekord, Iran

2 Chaharmahal and Bakhtiari Province Gas Company, Shahrekord, Iran

چکیده [English]

In this research, electrochemical deposition of alumina-titania nanoparticles in thin-film forms and in different alcoholic environments such as ethanol, butanol and isopropanol on Api5-GrB steel substrates was evaluated. Different voltages were applied to the coating, also chronoamperometry method was used in order to investigation of nucleation mechanism and quality of the coatings surface. Alumina-Titania nanoparticles, different alcoholic electrolytes (ethanol, butanol and isopropanol), dispersant particles (iodine) and Api5-GrB steel substrates were used as consuming materials. In the coating weight measurement test showed that the coatings weight increases with increasing voltage. With applying 30, 40 voltages, the maximum coverage was created in presence of butanol suspension but by increasing the voltage, the maximum cover was made in the presence of ethanol suspension.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrochemical deposition
  • alumina-titania nanoparticles
  • Api5-GrB steel
  • chronoamperometry method
  1. دولتی، ابوالقاسم.، مطالعه ‌سینتیک ‌رسوب الکتروشیمیایی آلیاژ کبالت نیکل نانوکریستالی به صورت لایه نازک در محلول سولفاتی، مجله تحقیقات مواد نانو کامپوزیتی، 1388، 3:1، 142- 1-3.

 

2. D. Leith, S. Ramli, D.T. Schwartz, Journal of the Electrochemical Society, 146, 1999, 1431.

3. D. Leith, W. Wang, D.T. Schwartz, Journal of the Electrochemical Society, 145, 1999, 2827.

4. Morteza Farrokhi-Rad, Mohammad Ghorbani. “Electrophoretic Deposition of Titania Nanoparticles in

    Different Alcohols: Kinetics of Deposition”. J. Am. Ceram. Soc, 2011, 94 [8] 2354–2361.

5. Besra, M. Liu," A Review on Fundamentals and Applications of Electrophoretic Deposition (EPD)”.  Prog.Mater. Sci, 2007, 52, 1-61.

6. Sarkar, P. S. Nicholson.," Electrophoretic Deposition (EPD): Mechanisms, Kinetics and Application to Ceramics” , J. Am. Ceram. Soc, 1996, 79, 1987-2002.

7. L. Besra and M. Liu, ‘‘A Review on Fundamental and Applications of Electrophoretic Deposition,’’ Prog. Mater. Sci., 52 [1] 1–61, (2007).

8. X. Wu, P. Su, Z. Jiang, S. Meng, “Influences of current density on tribological characteristics of ceramic coatings on ZK60 Mg alloy by plasma electrolyticoxidation”, ACS App. Mate. Interfaces 2 (2010) 808–812.

9. H. Dong, T. Bell, “Enhanced wear resistance of titanium surfaces by a new thermal oxidation treatment”, Wear 238 (2000) 131–137.

10. D.S.R. Krishna, Y.L. Brama, Y. Sun, “Thick rutile layer on titanium for tribological applications”, Tribol. Int. 40 (2007) 329–334.

11. A.L. Yerokhin, X. Nie, A. Leyland, A. Matthews, “Characterisation of oxide films produced by plasma electrolytic oxidation of a Ti–6Al–4V alloy”, Surf. Coat.Technol. 130 (2000) 195–206.

12. M. Montazeri, C. Dehghanian, M. Shokouhfar, A. Baradaran, “Investigation of the voltage and time effects on the formation of  hydroxyl apatite-containing titania prepared by plasma electrolytic oxidation on Ti–6Al–4V alloy and its corrosion behavior”, Appl. Surf. Sci. 257 (2011) 7268–7275.

13. A. Ghasemi, V.S. Raja, C. Blawert, W. Dietzel, K.U. Kainer, “Study of thestructure and corrosion behavior of PEO coatings on AM50 magnesium alloy by Electrochemical impedance spectroscopy”, Surf. Coat. Technol. 202 (2008) 3513–3518.

14. L. Wen, Y.M. Wang, Y. Liu, Y. Zhou, L.X. Guo, J.H. Ouyang, D.C. Jia, “EIS study of a self-repairing micro arc oxidation coating”, Corros. Sci. 53 (2011) 618–623.

15. M. Herrmann, “Corrosion of silicon nitride materials in aqueous solutions”,  J.Am. Ceram. Soc. 96 (2013) 3009–       3022.

16. H. Niazi, S. Yari, F. Golestani-Fard, M. Shahmiri, Wang, A. Alfantazi and R. Bayati, “How deposition Parameters affect corrosion behavior of TiO2-Al2O3 nanocomposite coatings”, Applied Surface Science.353 (2015) 1242–1252.

17. R. Gardesh zadeh, B. Raissi, E. Marzban rad, "Electrophoretic Deposition of SnO2 Nanoparticles using Low Frequency AC Electric Fields”. Mater. Lett, 2008, 62, 1697-1699.

18. R. Gardeshzadeh, B. Raissi, E. Marzbanra, "Preparation of Si Powder Thick Films by Low Frequency Alternating 

      Electrophoretic Deposition”. J. Mater. Lett  ,43, 2008, 2507-2508. 

19 .A. R. Gardeshzadeh, B. Raissi, E.Marzbanrad,"Fabrication of Resistive CO Gas Sensor based on SnO2 Nanopowders

      via Low Frequency AC Electrophoretic Deposition”. J. Mater. Sci. Mater. El, 2009, 20, 127-131.

20. Negishi, K. Yamaji, N. Sakal, T. Horita, H. Yanaglshlta, H.Yokokawa,"Electrophoretic Deposition of YSz Powders for Solid Oxide Fuel Cells”. Journal of Materials Science, 2004, 39, 833-838.

21. Besra, M. Liu, "A Review on Fundamentals and Applications of Electrophoretic Deposition (EPD)”.  Prog. Mater. Sci, 2007, 52, 1-61.

22. S. N. Heavens, "Electrophoretic Deposition as A Processing Route for Ceramics”. Advanced Ceramic Processing and Technology, Vol. 1, Noyes Pub. NJ, USA, 1990, 255-283.

23. V. Delgado, F. González-Caballero, R. J. Hunter, L. K.Koopal, J. Lyklema, "Measurement and Interpretation of      Electrokinetic Phenomena”. J. Colloid Interf. Sci, 2007, 309, 194-224.

24. Zhitomirsky, Cathodic Electrodeposition of Ceramic and Organoceramic Materials, "Fundamental Aspects”. Adv.       Colloid Interfac, 2002, 97, 279-317.