برای اطلاع از آخرین مقالات علمی و اخبار کرونا(COVID-19) کلیک کنید

مشخصات

عنوان:

طرح ایجاد پوشش هیدروفوب بر روی سطوح شیشه ای و غیر شیشه ای به منظور افزایش خواص فیزیکی آن



گروه تخصصی:  فنی و مهندسی

سازمان مجری:  پژوهشکده توسعه تکنولوژی 

گروه پژوهشی: پژوهشی متالورژی

پژوهشگران: 
تاریخ خاتمه:  خرداد 1384

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 66043905-021

نشانی سازمان مجری: تهران، خیابان آزادی ضلع شمالی دانشگاه صنعتی شریف خیابان شهید قاسمی، پلاک 79 صندوق پستی: 686-13445
 

چکیده:

شبکه های هیبرید آلی- معدنی، موادی جدید با کاربردهای متنوع اند. شیمی این فرآیندها نقش مهمی در تهیه و درک رفتار این مواد دارد. فرآیند سل- ژل این امکان را فراهم می آورد که بتوانیم اجزای آلی و معدنی را در مقیاسهای کمتر از میکرون و در حد نانومتر به هم متصل نماییم. بنابراین امکان تهیه مواد نانوکامپوزیت جدید فراهم می شود. این گزارش در پنج فصل ارایه شده است. سه فصل اول گزارش اختصاص به مطالعات نظری و کتابخانه ای دارد در حالیکه دو فصل آخر آن در رابطه با شرح آزمایشات انجام شده و ارایه نتایج و بحث و نتیجه گیری می باشد. در فصل اول این گزارش تکنولوژی خلا و روشهای لایه نشانی و استفاده از ترکیبات سیلیکون اشاره می شود. در فصل دوم انواع هیبریدهای آلی- معدنی براساس فرآیند سل- ژل و تشکیل لایه پوشش دسته بندی می شوند. بطور کلی هیبریدهای آلی- معدنی را می توان برحسب نحوه اتصال شبکه آلی- معدنی به پنج دسته کلی تقسیم کرد که پس از تشریح هر دسته، بحث روی کاربردهای پوشش دادن از طریق فرآیند سل- ژل متمرکز می شود و عواملی که روی چسبندگی و ضخامت پوشش موثرند بحث می گردد. در فصل سوم روش ساخت یک نوع پوشش هیبریدی بهمراه آنالیز فیزیکی- شیمیایی آن و اثری که این نوع پوشش ها می تواند روی افزایش خواص مکانیکی زمینه داشته باشند ارایه می شود. در فصل چهارم شرح آزمایشات بهمراه انواع فرمولاسیونهای مختلف برای پوشش دهی قطعات شیشه ای و غیر شیشه ای و نتایج آزمونهای خوردگی آنها ارایه شده است. در فصل پنجم ابتدا نتایج آزمایشهای خوردگی بحث می شود سپس به اندازه گیری خواص هیدروفوبی پوشش هیبریدی و انرژی سطحی آن و نتایج آزمایش چسبندگی پرداخته می شود. در خاتمه این گزارش سه مقاله پژوهشی مربوط به نتایج مختلف این تحقیق که در سمینارهای مختلف ارایه شده است ضمیمه گردیده است.



کلیدواژگان:

 
 
Title:

Protection of Aluminum Surface by silica Coatings



Abstract:

Introduction:
Aluminum is an important industrial metal of mechanical properties and light weight.
However, this metal has not sufficient resistance in the corrosive environment. Especially when the sodium and Sulfateion exsit in the media and/or the temperature increases.
One of the mean goal of this paper is coated silica via Sol- gel reaction an the Su srface of Aluminum for protection of substrate metal in the corrosive accelerated enrvironment.
Materials and Experimental:
A round- bottomed flash containing a condansor and a magnetic stir bar in placed on arotort/heater stand.
All chemicals used were commercial grade.
The different solution were synthe sized from the homogeneous mixtures of the starting compound. Listed in lable 1 by hydrolysis with stoichiometric amount of water at 60°C for 2 hours.
The application of the coating were carried out using a dip coating technique. Multilayer were applied after allowing the previom large to dry at 120
°C for an hour. For assessing the performance of conservation treatments, Aluminum sheets were used as substrate of test samples. The coated samples are placed in a 10% solution of decyl salfate sodium of 50°C for 22 hours.
Results and Discussion
 Sihca gels may be prepared from sol get polymerization of silica alkoxides, hydrolysis occurs when water as added to silicon alkoxides in a solvent such as is prepard.
Si(OR)4+ XH2O             C4H-OH Si(OR)4+k(OH)x+XROH
The intermediates that exist as a result of partial hydrolysis include Si-OH group. Which are called silanols. Condensation may occur between either two silanols or a silanol and an ethoxy group to form a bridging oxygen or a siloxanc group.
Roth hydrolysis and condensation may occur by acid or basecaialysed bimolecular nucleophiclc substitution reactions. The acid catalyzed mechanisms are preceded by rapid deporotonation of the -OR or -OH.
Subxltuents bonded to siwhear as under basic conditions hydroxyl or alanolate anions attach Si directly. Mineral acids and ammonia are niosl generally used in sol-gel processing.
The main evaluation critenia for screening the coatings were based on the results of theis protection effect on the Aluminum sheets by suaily ranking the optical appearance after short term corrosion test (22 hours) as shown in table.
As seen in table I, a two phase solution is obtained in high base or acide pH range and low alcohol rate in the start compounds which is not suitable for good performance coating.
Table- The influence of different Variables of coating system the accelerated corrosion test.

Coating

System

Variable

Phesical quality of solation

Corrosic on results

Visopropauolol =10c.c

V Silane =10c.c

PH=2

Two phase

Corrosion

<50%

PH=4

One phase

Corrosion

<30%

PH=6

One phase

Corrosion

<30%

PH=8

One phase

Corrosion

<30%

PH=10

Two phase

Corrosion

<50%

Vlsopropanolol =10.C.C.

PH=2

 

V=10C.C

Two phase

Corrosion

<50%

30 C.C

One phase

Corrosion

<30%

50 C.C

One phase

Corrosion

<30%

 

Sol-gel coating films often show a poroms microstructure. Additionally, the material properties of the coatings were adjusted to optimize adhension qualities.
Lower dilution rates resulted in a thicker coating but poor adhesion properties monolayer treatment provides 70% surface protection. Bilayer coatings proved to be very efficient up to 90% the repeation of coating up to four layer, retained clear and transparent and showed no loss or corrosion after exposure for 22 hours in a 10% do decyl snifate sodiume solution.
Conclusion
A new silica coating was developed for conservation of aluminum surface in corrosive media.
The variom variable of process such an alcohol ratio an pH were tested and adjusted to optimize coatiugy qualities.

 


References
1-A.M.Buckley and M.Greenblan, the sol-gel preparation of silica gels journal of chemical Ed71 No.7.599-602.1994

2-S.Sakka/preparation and properties of sol-gel coaling films jourual of sol-gel Sci & Tech 2,451-455.1994.



Keyword(s):