بررسی کاربرد پوشش نانو ذرات در ساخت قطعات مقاوم به خوردگی در برابر سموم کشاورزی

مبارزه شیمیایی هنوز تنها روش موثر در کنترل اکثر آفات، بیماری ها و علف های هرز می باشد. اثر استفاده از سموم برای مبارزه با آفات و امراض گیاهی سریعتر از سایر روش ها می باشد، بنابراین مبارزه شیمیایی بیش تر از سایر روش ها برای مبارزه با آفات و امراض گیاهی به کار می رود. یک معضل دائم و همیشگی در مسیر تولید، نگه داری و استفاده از سموم کشاورزی خاصیت خورندگی آن ها در تماس با تجهیزات و ماشین آلات است. پدیده خوردگی در تمامی دسته های اصلی مواد شامل فلزات، سرامیک ها، پلیمرها و کامپوزیت ها اتفاق می افتد اما وقوع آن در فلزات به مراتب بیش تر است. در میان روش های پیشگیری و به تعویق انداختن خوردگی استفاده از پوشش ها یکی از روش های موثر قلمداد می گردد و با توجه به پیشرفت های سال های اخیر در زمینه ی فناوری نانو استفاده از نانو پوشش ها در مقابله با خوردگی جایگاهی خاصی پیدا کرده است. نانو پوشش ها در مقایسه با پوشش های میکرومتری از ضریب انبساط حرارتی، سختی و چقرمگی بالاتر و مقاوت بیش تر در برابر خوردگی، سایش و فرسایش برخوردار هستند. وضعیت ظاهری بهتر، مقاومت شیمیایی بالاتر، نفوذ پذیری کم تر نسبت به محیط های خورنده، تمیزی سطح آسان، چسبندگی مناسب پوشش و مقاومت در برابر خراش از جمله دیگر ویژگی های برجسته نانو پوشش ها می باشند. هدف از اجرای این تحقیق بررسی کاربرد فولاد با پوشش نانو ذرات اکسید تیتانیوم (tio2) در ساخت قطعات مقاوم به خوردگی در برابر سموم کشاورزی است. برای این منظور فیلمی نازک از نانو ذرات tio2 بر روی کوپن های فولاد ساده کربنی با ابعاد و ویژگی های فیزیکی مشخص با استفاده از فرآیند سل - ژل و روش غوطه وری رسوب دهی شد. ضخامت پوشش های اعمالی توسط آنالیز sem اندازه گیری گردید. میزان خوردگی کوپن ها با استفاده از یک سامانه شبیه ساز خوردگی طراحی شده (شبیه ساز خوردگی سمپاش های کشاورزی) در دو محلول سم توفوردی و فنیتروتیون، در سه سطح فشار 0، 1 و 3 بار و سه محدوده ضخامت 550 - 400، 1050- 900 و 1450 - 1300 نانومتر با روش کاهش وزن اندازه گیری شد. با بررسی نتایج مشخص گردید که پوشش نانو ذرات اکسید تیتانیوم مقاومت به خوردگی فولاد را در معرض واکنش با سموم کشاورزی به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. فیلم نازک نانو ذرات tio2 با محدوده ضخامت 1450 - 1300 نانو متر با بهترین عملکرد در مجموع باعث افزایش مقاومت به خوردگی فولاد ساده کربنی به میزان 90/8% ( در حدود 11 برابر) گردید. پوشش های با محدوده ضخامت 550- 400 و 1050- 900 نانومتر نیز به ترتیب مقاومت به خوردگی فولاد کربنی را به میزان 51/1 % و 75/9% بهبود بخشیدند. همچنین مشخص گردید که میزان خورندگی سم توفوردی در حدود 1/32 برابر بیش تر از خورندگی سم فنیتروتیون در غلظت یکسان است.