• شماره ركورد
    30981
  • پديد آورنده

    مرضيه مصدق

  • عنوان
    بررسي مقاومت به خوردگي پوشش نانوكامپوزيتي پلي‌پيرول/اكسيدگرافن بر زيرلايه تيتانيومي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي موادو متالورژي گرايش شناسايي و انتخاب مواد
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1402/9/29
  • استاد راهنما
    دكتر عليرضا خاوندي - دكتر سيد حسين سيدين
  • استاد مشاور
    ---
  • دانشكده
    مواد و متالورژي
  • چكيده
    پوشش‌هاي نانوكامپوزيتي پايه پليمري رسانا به دليل خواص منحصر به فردشان ازجمله محافظت از فلزات در برابر خوردگي بسيار مورد توجه هستند كه از ميان پليمرهاي رسانا، پلي‌پيرول به‌علت سهولت سنتز، سازگاري با محيط زيست و زيست‌سازگاري و در ميان نانوپركننده‌ها اكسيدگرافن با توجه به خواص حفاظتي بالاي آن و به منظور بهبود عملكرد پلي‌پيرول، براي تهيه‌ي پوشش نانوكامپوزيتي انتخاب شدند. در اين پژوهش به بررسي مقاومت در برابر خوردگي فلز تيتانيوم با پوشش نانوكامپوزيتي پلي‌پيرول/اكسيدگرافن در محلول شبيه‌ساز بدن پرداخته‌‌شده‌است. اين پوشش به روش الكتروپليمريزاسيون با جريان ثابت mA/cm21 و زمان ثابت 600 ثانيه بر زيرلايه تيتانيومي سنتز شد و به منظور بررسي تاثير اكسيدگرافن در بهبود خواص پوشش پليمري، اكسيد گرافن با سه درصد وزني مختلف 1%، 3% و 5% به پلي‌پيرول اضافه شدند و در نهايت چهار پوشش PPy، PPy/GO1، PPy/GO2 و PPy/GO3 مورد مقايسه قرارگرفتند. تصاوير SEM براي شناسايي مورفولوژي سطح پوشش‌ها و تاثير GO در مورفولوژي پلي‌پيرول استفاده شد، كه نتيجه ضخامت‌سنجي حاكي از موفقيت در امر پوشش‌دهي با ضخامت 6 ميكرون مي‌باشد. برهمكنش ساختاري بين پلي‌پيرول و GO در پوشش نانوكامپوزيتي با آناليز رامان و FT-IR مورد مطالعه قرارگرفت و آزمون GIXRD ماهيت آمورف پوشش نانوكامپوزيتي را نشان داد. خواص سطحي پوشش‌ها، به كمك تصاوير AFM، آزمون نانوسختي و خراش مورد ارزيابي قرارگرفت. با استفاده از تصاوير AFM زبري سطح پوشش‌ها بررسي شد كه با توجه به نتايج آن، درصد وزني 1% و 5% اكسيدگرافن به‌عنوان مقادير بهينه انتخاب شدند. با افزودن GO زبري سطح و سختي پوشش افزايش و نرخ سايش كاهش يافته‌است. همچنين آزمون زاويه تماس، افزايش آبدوستي پوشش با افزودن GO در ماتريس پليمري را نشان داد. در آخر، مقاومت به خوردگي پوشش‌هاي تهيه شده با آزمون‌هاي پلاريزاسيون پتاسيوديناميك و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي مورد مطالعه قرارگرفت. با افزودن GO در ماتريس پلي‌پيرول چگالي جريان خوردگي كاهش و درصد بازدارندگي پوشش‌هاي نانوكامپوزيتي افزايش يافت. همچنين نتايج طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي مقاومت بالاتري را براي تيتانيوم با پوشش نانوكامپوزيتي نشان داد و پوشش با 1% وزني اكسيدگرافن به‌عنوان پوشش بهينه در بهبود نرخ مقاومت به خوردگي تايين شد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/03/24
  • عنوان به انگليسي
    Investigating the corrosion resistance of polypyrrole/graphene oxide nanocomposite coating on titanium substrate
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    مرضيه مصدق

  • چكيده به لاتين
    Conductive polymer-based nanocomposite coatings are of great interest due to their unique properties, including protection of metals against corrosion, among conductive polymers, polypyrrole due to ease of synthesis, compatibility with the environment, and biocompatibility, and among nanofillers, graphene oxide due to its high protective properties. To improve the performance of polypyrrole, they were chosen to prepare nanocomposite coating. In this research, the corrosion resistance of titanium metal coated with polypyrrole/graphene oxide nanocomposite in a body-simulating fluid has been investigated. This coating was synthesized by electropolymerization method with a constant current of 1 mA/cm2 and a constant time of 600 seconds on a titanium substrate, to investigate the effect of graphene oxide in improving the properties of the polymer coating, graphene oxide with three different weight percentages of 1%, 3% and 5% to polypyrrole were added and finally four coatings PPy, PPy/GO1, PPy/GO2 and PPy/GO3 were compared. SEM images were used to identify the surface morphology of the coatings and the effect of GO on the morphology of polypyrrole, and the result of thickness measurement indicates the success of coating with a thickness of 6 microns. The structural interaction between polypyrrole and GO in the nanocomposite coating was studied by Raman and FT-IR analysis, and the GIXRD test showed the amorphous nature of the nanocomposite coating. The surface properties of the coatings were eva‎luated with the help of AFM images, nano hardness, and scratch test. The surface roughness of the coatings was checked using AFM images, and according to the results, 1% and 5% by weight of graphene oxide were selected as optimal values. By adding GO, the surface roughness and hardness of the coating have increased and the wear rate has decreased. Also, the contact angle test showed an increase in the hydrophilicity of the coating by adding GO to the polymer matrix. Finally, the corrosion resistance of the prepared coatings was studied with potentiodynamic polarization tests and electrochemical impedance spectroscopy. By adding GO to the polypyrrole matrix, the corrosion current density decreased and the inhibition percentage of nanocomposite coatings increased. Also, the results of electrochemical impedance spectroscopy showed a higher resistance for titanium with nanocomposite coating, and the coating with 1% by weight of graphene oxide was determined as the optimal coating in improving the corrosion resistance rate.
  • كليدواژه هاي فارسي
    خوردگي , پوشش نانوكامپوزيتي , پلي‌پيرول , اكسيدگرافن , تيتانيوم
  • كليدواژه هاي لاتين
    Corrosion , Nanocomposite Coating , Polypyrrole , Graphene Oxide , Titanium
  • Author
    marzieh mosadegh
  • SuperVisor
    Dr. Alireza Khavandi, Dr. Seyed Hossein Seyedein