مطالعه رفتار خوردگی نانو کامپوزیت al/al2o3 درآب دریا و مقایسه با زمینه بدون ذرات نانو al2o3

کامپوزیت های زمینه آلومینیومی(amcs) از مرسوم ترین کامپوزیت های زمینه فلزی است. از آنجایی که کامپوزیت های زمینه آلومینیومی کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف و محیط های خورنده دارد، لازم است این مواد مقاومت خوبی نیز در این محیط ها از خود نشان دهد. در این پژوهش اثر افزودن ذرات تقویت کننده نانو و میکروآلومینا با درصدهای وزنی مختلف بر روی خوردگی کامپوزیت در محیط 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم و در دمای محیط مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق از کامپوزیت های تهیه شده به روش متالورژی پودر استفاده شد. از پودرهای آلومینیوم (محصول شرکت متالورژی پودر خراسان) با اندازه متوسط 45 میکرومتر، پودر میکرو آلومینا با اندازه متوسط 3/0 میکرومتر(محصول شرکت ampco)، پودر نانو آلومینا با اندازه متوسط 35 نانومتر(محصول شرکت (nanostructured & inc amorphous materials) استفاده گردید. آسیاب سایشی با گلوله های فولادی به قطر 5 میلی متر جهت مخلوط کردن پودرها و دستگاه پرس هیدرولیک 20 تنی (با اعمال نیروی 140 مگا پاسکال) جهت فشرده سازی نمونه ها مورد استفاده قرار گرفت. محصول این قسمت نمونه های استوانه ای به قطر 27 میلی متر و ارتفاع 15 میلی متر بود. به منظور چگالش بیشتر این نمونه ها از روش اکستروژن گرم(در دمای 600 درجه سانتی گراد و به مدت 1 ساعت) استفاده، و با این روش دو نوع کامپوزیت ساخته شد. کامپوزیت تقویت شده با ذرات آلومینای 35نانویی با درصد وزنی 2،6، 8، 10% و کامپوزیت تقویت شده با ذرات نانو(35 نانومتری) و میکرو(3/0میکرومتری) آلومینا که میزان تقویت کننده در همه نمونه ها 10% ثابت و پارامتر متغیر نسبت ذرات میکرو:نانو و با نسبت های وزنی 0:10 (میکرو : نانو) ،2:8، 3:7، 4:6، 6:4 می باشد. طی عملیات اکستروژن قطر نمونه های اکسترود شده کامپوزیت تقویت شده با ذرات نانویی از 27 میلی متر به 10 میلی متر(نسبت اکستروژن 3/7) و قطر نمونه های تقویت شده با مخلوط نانو و میکرو از 27 به 6 میلی متر(نسبت اکستروژن3/20) کاهش یافت. بطور کلی کامپوزیت هایی با نسبت های وزنی 0:10 (میکرو :نانو) ، 2:8 ، 3:7 ، 4:6 ، 6:4، 2:0، 6:0، 8:0و 10:0 تهیه شد. آماده سازی نمونه ها به صورت مراحل زیر انجام شد. - آنیل نمونه های تهیه شده در 350 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت - برش میله های آنیل شده به قطعات استوانه ای شکل با سطح مقطع 35/0-8/0 سانتی متر مربع - لحیم سیم مسی به یک طرف و تثبیت آن با چسب حرارتی - مانت کردن نمونه ها با رزین آکریل -سمباده زدن با کاغذ سمباده sic و مش های1000،800،600،400جهت تست های خوردگی - سمباده وپولیش با خمیر الماسه 3میکرونی مطالعات ریزساختاری - تهیه محلول . آزمایش های خوردگی بوسیله یک سیستم الکتروشیمیایی مدل µautolab type3 و در محلول 5/3% وزنی کلرید سدیم به عنوان محیط خورنده، انجام گرفت. آزمایش ها در یک سل شیشه ای سه الکترودی با الکترود کار و الکترود مرجع ag/agcl و الکترود کمکی از جنس پلاتین و با استفاده از آزمون های پتانسیودینامیک در محدوده تافل و سیکلی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی انجام شد. نتایج نشان داد که دانسیته جریان و پتانسیل خوردگی آلومینیوم با اضافه شدن 10% وزنی ذرات میکرو آلومینا افزایش می یابد و با جایگزین کردن ذرات نانوئی به جای ذرات میکرونی و بخصوص با نسبت 4:6 شرایط بهتری از نظر مقاومت به خوردگی حاصل می شود. بررسی کامپوزیت های تهیه شده با ذرات نانوئی با نسبت های 2:0، 6:0، 8:0 و 10:0 نیز نشان از بهبود مقاومت به خوردگی در نمونه 8:0 داشت. کاهش تخلخل و اتصال بهتر بین زمینه و تقویت کننده در کامپوزیت های تهیه شده با تقویت کننده های نانویی نسبت به ذرات میکرونی علت این بهبود در مقاومت می باشد. توزیع ذرات تقویت کننده کامپوزیت، قبل از قرار گرفتن در محلول، بوسیله میکروسکوپ الکترونی (sem) بررسی شد. تصویر سطح کامپوزیت خورده شده بعد از خوردگی بوسیله میکروسکوپ الکترونی و نوری مورد مطالعه قرار گرفت.