بررسی خواص خوردگی و مورفولوژی پوشش های نانوکامپوزیت نیکل-اکسید سریم تهیه شده به روش الکتروشیمیایی

در این تحقیق روش نوینی برای پوشش دهی نانو کامپوزیت نیکل-اکسید سریم بکار گرفته شد. در این روش پوشش نانوکامپوزیت نیکل-اکسید سریم از محلول حاوی یونهای نیکل و سریم بدون افزودن نانو ذرات تشکیل شد. مکانیزم تشکیل پوششهای نیکل-اکسید سریم با استفاده از روشهای ولتامتری چرخه ای، کرونوآمپرمتری، امپدانس الکتروشیمیایی و روشهای پیشرفته الکتروشیمیایی همچون الیپسومتری درجا، طیف سنجی رامان درجا و بازتابش درجا مورد بررسی قرار گرفت. sem، fesem، xrd، ftir، eds، afm و xps برای مطالعه میکروساختار و مورفولوژی پوششهای حاصل مورد استفاده قرار گرفتند. با توجه به نتایج، دو مکانیزم برای تشکیل پوشش نیکل-اکسید سریم پیشنهاد شد که به نسبت ni:ce بستگی دارند. در نسبت بالای 100، پوشش تشکیل شده شامل جزایر پراکنده از اکسید سریم می باشد که در زمینه نیکل پخش شده است. از طرفی در نسبت کمتر از 100، پوشش تشکیل شده شامل کامپوزیت همگن از نیکل و اکسید سریم می باشد. افزودن یونهای سریم در محلول پوشش دهی منجر به افزایش سرعت جوانه زنی و افزایش کارایی و بازدهی فرآیند پوشش دهی می شود اما تاثیری در مکانیزم جوانه زنی نیکل نمی گذارد و همچنان جوانه زنی بصورت لحظه ای انجام می پذیرد. مطالعات الیپسومتری و بازتابش درجای فرآیند رسوب نیکل خالص نشان دهنده دو مرحله ای بودن آن می باشد که شامل: 1-جوانه زنی نیکل و 2- افزایش ضخامت و زبری پوشش می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که فرآیند رسوب پوشش کامپوزیت نیکل-اکسید سریم را می توان به 5 مرحله تقسیم کرد: 1-جوانه زنی اولیه نیکل 2-تشکیل لایه ای از اکسید سریم 3-جوانه زنی ثانویه نیکل 4- تشکیل پوشش نیکل-اکسید سریم 5- افزایش ضخامت و زبری پوشش. با توجه به مطالعات ساختاری پوشش، نیکل دارای ساختار نانوکریستاله بوده در حالیکه اکسید سریم ساختاری آمورف دارد. افزودن یونهای سریم به محلول پوشش دهی منجر به کاهش اندازه دانه نیکل شده و با افزایش بیشتر آن (ce:ni=0/2)، ساختار نیکل از حالت نانوکریستاله به آمورف تغییر پیدا می کند. مطالعات خوردگی پوششهای نیکل-اکسید سریم نشان می دهد که مقاومت به خوردگی پوشش نانو کامپوزیت حاوی 2/1 و % wt4/3 اکسید سریم نسبت به پوشش نیکل خالص به ترتیب 4 و 50 برابر افزایش پیدا می کند. افزایش مقاومت به خوردگی پوشش حاوی% wt2/1 اکسید سریم به سبب بهبود ساختار و کاهش زبری سطح پوشش می باشد در حالیکه تشکیل پوششی با مقاومت به خوردگی بسیار بالا در غلظت % wt4/3 اکسید سریم به سبب تشکیل پوشش نانو کامپوزیت همگن از نیکل و اکسید سریم می باشد. افزایش بیشتر درصد وزنی اکسید سریم (% wt2/5 و بیشتر) در پوشش منجر به کاهش و افت مقاومت به خوردگی پوشش به سبب تشکیل ترک و عیوب در پوشش می گردد.