ویژگی‌های الکتروشیمیایی و عنصری پوشش‌های نانوکامپوزیت MAO ایجاد شده در زمان‌ها و چگالی‌های جریان مختلف بر روی زیرلایه AZ31B
محورهای موضوعی : نانومواد
کلید واژه: پوشش MAO, آلیاژ AZ31B, EIS, EDS, نمودار V-T,
چکیده مقاله :
طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) پوشش‌های نانوکامپوزیت MAO حاوی نانوذرات گرافن مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز عنصری پوشش‌ها از طریق تکنیک EDS نیز انجام شد. رابطه بین نتایج این دو آزمون در این مقاله توضیح داده شده است. پارامتر چگالی جریان برای ساخت دو نوع مختلف پوشش سرامیکی تغییر یافت. با توجه به تصاویر SEM از پوشش‌ها، مدارهای معادل برای هر نمونه آزمایش EIS شده ترسیم شد و مقادیر متناظر عنصر مدارها برآورد شد. مشخص شد که افزایش چگالی جریان فرآیند پوشش منجر به تغییر ترکیب لایه بیرونی پوشش (افزایش محتوای عنصر سیلیسیم) و افزایش مقاومت آن در برابر عبور الکترولیت می‌شود. همچنین مطابق منحنی‌های نایکوئیست، در زمان‌های بیشتر (20 دقیقه پوشش‌دهی) کمینه مقاومت پوشش در چگالی جریان mA/cm2 4/15 حدود ohm.cm2 500 و در چگالی جریان mA/cm2 8/30 حدود ohm.cm2 2500 بوده است که علت آن تخلخل بیشتر پوشش در چگالی جریان‌های بیشتر بوده است. از سوی دیگر ویژگی ظرفیت آن به دلیل افزایش سطح، افزایش یافته است. پوشش‌هایی که با چگالی جریان کمتر ایجاد می‌شوند چسبندگی بیشتری روی زیرلایه دارند. این می‌تواند مربوط به جرقه‌های بزرگتر در چگالی جریان بالاتر باشد که باعث می‌شود فصل مشترک پوشش/زیرلایه ناهموار شده و شاید سبب جداسازی نقطه‌ای پوشش از زیرلایه شده باشد. در مرحله تشکیل پوشش‌ها، مقاومت پوشش‌ها در چگالی جریان بالاتر کمتر از مقاومت در چگالی جریان پایین‌تر می‌باشد که می‌توان آن را به وجود کانال‌های رسانای بیشتر، یعنی منافذ پوششی بزرگتر ناشی از جرقه‌های بزرگتر، بین الکترولیت و زیرلایه در چگالی جریان بالاتر نسبت داد.
[1] H. Friedrich, S. Schumann, Journal of Materials Processing Technology, 117, 2001, 276.
[2] F.H. Froes, Materials Science and Engineering: A, 184, 1994, 119.
[3] Z. Zhang, A. Couture, Scripta Materialia, 39, 1998, 45.
[4] N.T. Kirkland, N. Birbilis, M.P. Staiger, Acta Biomaterialia, 8, 2012, 925.
[5] G.H. Lv, H. Chen, L. Li, E.W. Niu, H. Pang, B. Zou, S.Z. Yang, Current Applied Physics, 9, 2009, 126.
[6] N. Yamauchi, K. Demizu, N. Ueda, N.K. Cuong, T. Sone, Surface and Coatings Technology, 193, 2005, 277.
[7] H. Altun, S. Sen, Surface and Coatings Technology, 197, 2005, 193.
[8] C. Gu, J. Lian, J. He, Z. Jiang, Q. Jiang, Surface and Coatings Technology, 200, 2006, 5413.
[9] X. Lu, M. Mohedano, C. Blawert, E. Matykina, R. Arrabal, K.U. Kainer, M.L. Zheludkevich, Surface and Coatings Technology, 307, 2016, 1165.
[10] L. Chang, Journal of Alloys and Compounds, 468, 2009, 462.
[11] R.H.U. Khan, A. Yerokhin, X. Li, H. Dong, A. Matthews, Surface and Coatings Technology, 205, 2010, 1679.
[12] K. Tillous, T. Toll-Duchanoy, E. Bauer-Grosse, L. Hericher, Surface and Coatings Technology, 203, 2009, 2969.
[13] A. Bai, Z.J. Chen, Surface and Coatings Technology, 203, 2009, 1956.
[14] H.N. Vatan, R. Ebrahimi-Kahrizsangi, M. Kasiri-Asgarani, Journal of Alloys and Compounds, 683, 2016, 241.
[15] M. Gheytani, H. Bagheri, H. Masiha, M. Aliofkhazraei, A. Sabour Rouhaghdam, T. Shahrabi, Surface engineering, 30, 2014, 244.
[16] V. Ezhilselvi, J. Nithin, J.N. Balaraju, S. Subramanian, Surface and Coatings Technology, 288, 2016, 221.
[17] M. Erdil, F. Aydın, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 29, 2021, 998-1008.
[18] Y.H. Wang, Z. G. Liu, J.H. Ouyang, Y.M. Wang, Y. Zhou, Journal of Alloys and Compounds, 647, 2015, 431.
[19] X. Li, X. Liu, B.L. Luan, Applied Surface Science, 257, 2011, 9135.
[20] F. Sourani, K. Raeissi, M.H. Enayati, M. Kharaziha, A. Hakimizad, G. Blugan, H.R. Salimijazi, Journal of Alloys and Compounds, 920, 2022, 165856.
[21] H.N. Vatan, M.K. Asgarani, International Journal of Electrochemical Science, 11, 2016, 929.
[22] Y. Yue, W. Hua, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 20, 2010, 688.
[23] W.l. LU, T.J. Chen, M. Ying, W.J. Xu, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 18, 2008, 354.
[24] S.G. Xin, L.X. Song, R.G. Zhao, X.F. Hu, Materials Chemistry and Physics, 97, 2006, 132.
[25] C. Wang, B. Jiang, M. Liu, Y. Ge, Journal of Alloys and Compounds, 621, 2015, 53.
[26] V. Ezhilselvi, J. Nithin, J. Balaraju, S. Subramanian, Surface and Coatings Technology, 288, 2016, 221.
[27] S. Durdu, A. Aytac, M. Usta, Journal of Alloys and Compounds, 509, 2011, 8601.
[28] L. Rama Krishna, G. Sundararajan, Jom, 66, 2014, 1045.
[29] J. Liu, W. Zhang, H. Zhang, X. Hu, J. Zhang, Materials Today: Proceedings, 1, 2014, 70.
[30] S.Y. Wang, N.C. Si, Y.P. Xia, L. Li, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25, 2015, 1926.
[31] H.X. Guo, M. Ying, J.S. Wang, Y.S. Wang, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 22, 2012, 1786.
[32] T. Da Conceicao, N. Scharnagl, C. Blawert, W. Dietzel, K. Kainer, Thin Solid Films, 518, 2010, 5209.
[33] P. Bala Srinivasan, J. Liang, C. Blawert, M. Stormer, W. Dietzel, Applied Surface Science, 255, 2009, 4212.
[34] M. Toorani, M. Aliofkhazraei, A.S. Rouhaghdam, Surface and Coatings Technology, 352, 2018, 561.
[35] T. Chen, W. Xue, Y. Li, X. Liu, J. Du, Materials Chemistry and Physics, 144, 2014, 462.
[36] T.S. Narayanan, I.S. Park, M.H. Lee, Progress in Materials Science, 60, 2014, 1.
[37] D. Shu‐hao, Y. Dan‐Qing, G. Zhu‐qing, S. Yu‐Chang, Anti-Corrosion Methods and Materials, 55, 2008, 264.
[38] J.R.Scully, D.C. Silverman, ASTM International, 1993.