25235

بررسي اثر لايه نازك فلزي تركيبي مس كروم با درصد اتمي - متفاوت مس بر روي خوردگي سازه هاي در تماس با فاضلاب تصفيه خانه هاي شركت آب و فاضلاب مشهد

كارشناسي ارشد

فيزيك گرايش ماده چگال

1397

خرداد1400

دكتر محمدرضا زماني ميميان

دكتر علي غفاري نژاد

دانشكده فيزيك

در اين پروژه اثر پوشش هاي نانو فلزي تركيبي مس كروم بر روي خوردگي سطح دروني لولهها و سمازه هماي - در تماس با فاضلاب تيفيه خانههاي فاضلاب بررسي شده است. بدين منظور ضخامت هاي متفاوتي از پوشمش ذكر شده به روش كندوپاش بر روي سطح فولاد زنگ نزن 304L لايه نشاني شد. سپس تاثير درصد اتممي ممس بر مواردي همچون سماختار و خمواص مربمو بمه مقاوممت خموردگي الكتروشميميايي زيرلايمه فمولادي توسمط آناليزهايي نظير: آناليز پمراش پرتمو ايكمس ق XRD (، آنماليز طيمف سمنجي پمراش انمرژي پرتمو ايكمس ق EDS ،) ميكروسكوپ الكتروني روبشي ق SEM (، ميكروسكوپ نيروي اتمي ق AFM (، آناليز برون يمابي تافمك ق LSV ( و طيف سنجي امپدانس ق EIS ( بررسي شد. نتايج ااصك از XRD نشان داد كه با افزايش درصد وزني مس انمدازه بلوركهما افمزايش مييابمد. امما افمزايش بميش از انمدازه ممس باعمب كماهش انمدازه بلوركهما خواهمد شمد. تياوير SEM نشان داد ضخامت لايهها در در محدوده 92 / 45 تا 08 / 350 نانومتر ارار گرفته است. نتايج ااصمك از اندازهگيري پلاريزاسيون خوردگي شيميايي نشان ميدهد كه با افزايش درصد وزني مس جريان خوردگي از - 7.28×10 6 به ق 2-Acm ) - 6.80×10 8 كاهش پيدا ميكند. اما با غلبه درصد وزني مس در لايه جريان خوردگي تا - 5.25×10 7 ق 2-Acm ( افزايش پيدا ميكند. نتايج ااصك از آناليز امپدانس نيز نشان ميدهد با افزايش مس در لايه مقاومت انتقال بار در برابر خوردگي از 13.74 تا 91.964 كيلو اهم افزايش پيدا ميكند. اما با افمزايش بميش از اندازه درصد وزني مس مقاومت انتقال بار تا 54.271 كيلو اهم كاهش يافمت. همچنمين تيماوير AFM نشمان داد كه يكنواختي سطح فولاد پوشش داده شده با لايه CrCu نسبت بمه فمولاد خمام ب بمود چشممگيري داشمته و زبري سطح را از m 8 / 0 تا nm 0176 / 3 كاهش داده است. با افزايش درصد وزني ممس يكنمواختي سمطح بيشمتر شده، اما با غلبه مس در لايه CrCu زبري سطح مجددا افزايش يافته است. مطالعه و بررسي دايق نتايج ااصك از آناليزهاي انجام شده نشان ميدهد كه لايه نازك تركيبي مس و كروم در محافظت از فولاد زنگ نزن 304L در برابر خوردگي شيميايي بسيار موثر بوده و آهنگ خوردگي را در اين نوع فولاد كاهش داده است.

1400/07/01

Investigating of the effect of copper-chromium composite thin metal layer with different atomic percentage of copper on corrosion of in structures in contact with sewage in the Mashhad water and sewerage company

6/21/2022 12:00:00 AM

In this project, the effect of copper-chromium alloy metal coatings on the corrosion of the inner surface of pipes and structures in touch with wastewater in Mashhad water and Sewerage Company, has been studied. For this purpose, different thickness of CrCu coating were deposited on the surface of 304L stainless steel by sputtering method. Then the effect of copper atomic percentage on items such as structure and properties related to electrochemical corrosion resistance of steel substrate by analyses such as: X-ray diffraction (XRD) analysis, X-ray energy diffraction spectroscopy (EDS), Scanning electron microscopy (SEM), Atomic force microscopy (AFM), electrochemical polarization measurements and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), were evaluated. The result of XRD showed that with increasing the weight percentage of copper, the size of crystals increases. But too much copper will reduce the size of the crystals. The images of SEM showed that the thickness of the layers ranged from 45.92 to 350.8nm. The results of chemical corrosion polarization measurements show that with increasing the weight percentage of copper, the corrosion current decreases from 7.28×10-6 to 6.80×10-8 (Acm-2). However, with the predominance of the weight percentage of cooper in layer, it increases to 5.25×10-7 (Acm-2). The results of impedance analysis also show that with increasing copper in the layer, the corrosion resistance increases from 13.74 to 91.964 k. But with too much copper in layer, the resistance decrease to 54.271 k. Also, AFM images showed that the surface uniformity of the steel coated with CrCu layer was significantly improved compared to steel without any layer, and the surface roughness was reduced from 0.8m to 3.0176nm. As the weight percentage of copper increased, the surface uniformity increased, but with the predominance of copper in the CrCu layer, the surface roughness increased again.

كندوپاش، پوششهاي نانوفلزي، مس، كروم، CrCu ، خوردگي الكتروشيميايي، امپدانس، اندازه گيري پلاريزاسيون الكتروشيميايي

Sputtering, Nano-metal coatings, copper, chromium, CrCu, electrochemical corrosion, impedance, electrochemical polarization measurements