در کار پژوهشی حاضر رفتار خوردگی دیسکهای چرخان ساخته شده از فولاد و آلیاژهای مختلف آلومینیوم در برخی محیطهای خورنده تحت شرایط هیدرودینامیک کنترل شده مورد مطالعه قرار گرفت. در این مطالعات از روشهای الکتروشیمیایی پلاریزاسیون و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی استفاده گردید. همچنین تعدادی بازدارنده معدنی و آلی انتخاب و عملکرد آنها تحت شرایط هیدرودینامیک مختلف بررسی شد. مطالعه تأثیر شرایط هیدرودینامیک محلول خورنده بر رفتار خوردگی فولاد در محلول اسید کلریدریک 1m نشان داد که تحت جریان آرام با افزایش سرعت چرخش الکترود، پتانسیل خوردگی فلز به تدریج مثبت تر می شود. این مثبت تر شدن به افزایش انتقال جرم گونه های اکسید کننده از بطن محلول به سطح الکترود نسبت داده شد که در سرعتهای چرخش پایین تأثیرات آن بیشتر است. همچنین با افزایش سرعت تا 900rpm دانسیته جریان خوردگی کاهش و مقاومت انتقال بار افزایش نشان دادند. این کاهش اولیه سرعت خوردگی، به تشکیل اکسیدهای بیشتر در سطح الکترود و افزایش مجدد آن در سرعتهای چرخش بالا به اثر تخریبی تنشهای برشی سیال در کندن این اکسیدها از سطح نسبت داده شدند. در محلول hcl حاوی متیونین (به عنوان بازدارنده) با افزایش سرعت چرخش الکترود اثرات مخرب سرعت سیال بر افزایش انتقال جرم مولکولهای بازدارنده از بطن محلول به سطح الکترود فائق آمده و بهره بازدارندگی کاهش یافت. در محلول اسید سولفوریک حاوی متیونین (بر خلاف محلول اسید کلریدریک) بهره بازدارندگی با افزایش سرعت سیال زیاد شد. در سکون، به علت بزرگی آنیونهای هیدروژن سولفات، انتقال این آنیونها به سطح الکترود و جذب سطحی آنها به سهولت آنیونهای کلرید نیست. به همین دلیل جذب سطحی متیونین در اسید کلریدریک راحتتر از اسید سولفوریک و بهره آن نیز بهتر است. اما در شرایط هیدرودینامیک، جریان محلول با کمک کردن به انتقال آنیونهای هیدروژن سولفات به سطح فلز منجر به بهبود جذب سطحی و بهره متیونین می شود. دانسیته جریان خوردگی فولاد در سدیم کلراید 3.5% با افزایش سرعت چرخش الکترود به شدت افزایش و مقاومت انتقال بار به شدت کاهش نشان داد. این تغییرات شدید به علت تأثیر زیاد شرایط هیدرودینامیک بر افزایش انتقال جرم اکسیژن محلول به سطح الکترود بود که به جابجایی شدید پتانسیل خوردگی به سمت مقادیر مثبت نیز منجر شد. پتاسیم هیدروژن فسفات به عنوان یک بازدارنده آندی خوب و سولفات روی به عنوان یک بازدارنده کاتدی مناسب برای خوردگی فولاد در سدیم کلراید 3.5% به ویژه تحت شرایط هیدرودینامیک عمل کردند. بهره بازدارندگی این مواد با افزایش سرعت چرخش الکترود افزایش نشان داد. رفتار خوردگی آلیاژهایی از سریهای مختلف آلومینیوم نیز تحت شرایط هیدرودینامیک مطالعه گردید و تأثیر ترکیب عناصر آلیاژی بر حساسیت آلیاژ در برابر خوردگی تحت شرایط هیدرودینامیک مورد بحث و بررسی قرار گرفت. همچنین بازدارندگی خوردگی آلیاژ 7075 آلومینیوم توسط گلوتامین به عنوان یک بازدارنده مناسب بررسی شد. اعتبار تمامی داده های تجربی امپدانس به دست آمده، توسط تبدیلهای ریاضی کرامرز-کرونیگ ارزیابی شده و درصد خطاهای میانگین برای همه آنها محاسبه شدند. تمامی تبدیلهای انجام شده نشان از اعتبار قابل قبول و قابلیت استناد بالای نتایج تجربی داشتند. میزان اختلاف نتایج تجربی و تئوری به نوع محیط خورنده و بازدارنده مورد استفاده نیز بستگی داشت.

چکیده: خواص ترمودینامیکی و خواص جاری شدن محلول های الکترولیت آبی نقش بسیار مهمی در زمینه های مختلف شیمی و مهندسی شیمی، فرآیندهای جداسازی(تبخیر سطحی، کریستالیزاسیون)، بازیافت فاضلاب(جداسازی کروماتوگرافی، جداسازی غشایی، خنثی سازی کنترل شده ph)، کنترل آلودگی، بازیافت روغن، خوردگی و غیره دارد. پیش بینی دقیق ویسکوزیته و دانسیته محلول های الکترولیتی اهمیت ویژه ای در فرآیندهای مختلف شیمی دارد. در منابع علمی داده های وسیعی برای ویسکوزیته و دانسیته محلول های الکترولیت آبی دوتایی گزارش شده است اما اندازه گیری های نسبتا کمی برای محلول های شامل چند الکترولیت انجام گرفته است. امروزه در مورد ترمودینامیک محلولهای الکترولیتی و محلولهای حاوی تری-پتاسیم سیترات در محیط های آبی و ناآبی مطالعات وسیعی صورت می گیرد. ولی اندازه گیری و پیش گویی حجم سنجی و خواص انتقال محلول آبی سه تائی تری-پتاسیم سیتراتk3po4 + ، kbr، kcl و kno3 در ناحیه وسیعی از غلظت در دماهای مختلف مورد بررسی قرار نگرفته است. در این کار پژوهشی با توجه به اهمیت تری-پتاسیم سیترات در فرایندهای شیمیایی وبیو شیمیایی، دانسیته، سرعت صوت و ویسکوزیته در سیستمهای آبی سه تائی تری-پتاسیم سیتراتk3po4 + ، kbr، kcl و kno3 اندازه گیری می شود. بررسی خواص حجمی محلولها در طراحی فرآیندهای شیمیایی از اهمیت خاصی برخوردار است. بنابراین مطالعه خواص حجمی محلولها بخش مهمی از مطالعات ترمودینامیک را تشکیل می دهد. لذا در این کار پژوهشی خواص حجمی از جمله حجم مولی ظاهری، حجم مولی ظاهری در رقت بینهایت و تراکم پذیری مولی ظاهری محلول آبی سه تائی تری-پتاسیم سیتراتk3po4 + ، kbr، kcl و kno3 در دماهای مختلف و در محدوده غلظتی گسترده که از اندازه گیری های دانسیته وسرعت صوت حاصل می شود بررسی می گردد. این کمیتها توسط معادله ی ردلیچ- مایر مورد برازش قرار می گیرند. ضریب b ویسکوزیته بیانگر برهمکنش مابین حلال و حل شونده است و از برازش داده های ویسکوزیته با معادله جونز- دل برای سیستم های بررسی شده در این کار پژوهشی محاسبه می گردد و با توجه به مقدار ضریب b ویسکوزیته حضور جسم در محلول های تهیه شده مورد بررسی قرار می گیرد. داده های دانسیته و ویسکوزیته سیستم های سه تایی تری-پتاسیم سیتراتk3po4 + ، kbr، kcl و kno3 با معادلات ارائه شده توسط لالیبرت و زعفرانی و همکارانش پیش بینی می گردد.

در کار پژوهشی حاضر، نانو ساختارهای منگنزدیوکسید به طریق الکتروشیمیایی به روشهای مختلف از قبیل گالوانواستاتیک، پتانسیواستاتیک، ولتامتری چرخه ای ، ولتامتری خطی و نیز ترکیبی از روشهای ولتامتری چرخه ای با روشهای گالوانواستات یا پتانسیواستات سنتز شدند. تاثیر هر یک از این روشها بر ساختار بلوری، مورفولوژیکی و نیز رفتار الکتروشیمیایی منگنزدیوکسید سنتز شده، با استفاده از تکنیکهای xrd، sem و نیز تستهای ولتامتری چرخه ای و امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت.نمونه های سنتز شده به روش گالوانواستاتیک (با دانسیته جریان ma/cm24) دارای بیشترین میزان ترک سطحی می باشند که به دلیل حبس شدن میزان زیادی بخار آب و اکسیژن در آن در حین عمل ترسیب می باشد. همین امر باعث ضعف ساختار بلوری آن شده و در نتیجه این نمونه دارای عملکرد بسیار ضعیف الکتروشیمیایی در محیط پتاسیم هیدروکسید، در نتیجه واپاشی ساختاری در حین فرایندهای شارژ و دشارژ می باشد. در سنتز به روش پتانسیواستات، ولتاژ مناسب برای ترسیب با توجه به تستهی الکتروشیمیایی و نیز تصاویر sem، 650 میلی ولت نسبت به الکترود رفرانس mse می باشد. نمونه های سنتز شده در این ولتاژ دارای مورفولوژی بهتر (قطر کمتر و طول بیشتر برای نانورد و در نتیجه مساحت سطحی بالاتر) می باشند. این نمونه دارای ظرفیت فارادایی بیشتر و رفتار ابرخازنی و نیز عملکرد الکتروشیمیایی بهتر به عنوان ماده الکترودی باتری قلیایی می باشد. در سنتز به روش ولتامتری چرخه ای، محدوده ولتاژ عامل تعیین کننده در مورفولوژی و ساختار بلوری نمونه می باشد. سنتز در محدوده ولتاژ کمتر (350-0) میلی ولت منجر به تشکیل نانوردهایی با طول بیشتر و سطوح صافتر با قطری تقریبا برابر با نمونه سنتز شده در محدوده (650-0) میلی ولت نسبت به الکترود رفرانس mse می گردد. همچنین سنتز در محدوده کمتر باعث کمتر شدن درجه بلوری نمونه و آمورف شدن هر چه بیشتر آن می گردد. سنتز در محدوده ولتاژ کمتر سبب ایجاد نمونه هایی با ظرفیت فارادایی بیشتر و رفتار ابر خازنی بهتر نسبت به نمونه های سنتز شده در محدوده ولتاژ بیشتر می گردد. ولی این نمونه ها دارای عملکرد الکتروشیمیایی ضعیف به عنوان ماده الکترودی باتری آلکالاین می باشند که احتمالا به دلیل ضعف هر چه بیشتر ساختار بلوری آنها می باشد. ولتامتری خطی سبب ایجاد ساختارهای منگنزدیوکسید با کمترین درجه بلوری در میان سایر روشهای سنتز گردید. تاثیر محدوده ولتاژ ترسیب در ولتامتری خطی همانند ولتامتری چرخه ای البته با شدت بیشتر مشاهده می گردد. سنتز در محدوده ولتاژ (350-0) میلی ولت نسبت به الکترود رفرانس mse باعث ایجاد نانوردهایی با بیشترین طول و کمترین قطر در بین سایر روشهای سنتز گردید. روش سنتز ترکیبی باعث ایجاد مورفولوژی متفاوت نسبت به روشهای سنتز مجزا گردید. در روش ترکیبی ولتامتری چرخه ای- پتانسیواستات آغاز ترسیب با روش پتانسیواستات باعث ایجاد مورفولوژی بهتر شده و در نتیجه سبب بهبود نسبی عملکرد الکتروشیمیایی می گردد. در مقایسه دو روش ترکیبی ولتامتری چرخه ای- پتانسیواستات و ولتامتری چرخه ای- گالوانواستات، روش اول باعث رفتار ابرخازنی بهتر و روش دوم باعث رفتار الکتروشیمیایی بهتر به عنوان ماده الکترودی باتری آلکالاین شد

در کار حاضر، باکتری های هوازی به ویژه باکتری های اکسید کننده آهن و منگنز از دو محیط مختلف تصفیه خانه فاضلاب و آب دریا استخراج و به روش مولکولی شناسایی شدند و در بانک ژنی نام آنها ثبت شد. سپس تأثیر آنها روی خوردگی فلزات فولاد کربنی و فولاد زنگ نزن به روش های الکتروشیمیایی، میکروسکوپی و آنالیز سطح مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردید باکتری های اکسید آهن ایزوله شده از تصفیه خانه فاضلاب باعث منفی تر شدن پتانسیل و افزایش سرعت خوردگی می گردند که علت آن را می توان به فعال تر شدن سطح در حضور این باکتری ها نسبت داد. در صورتی که در حضور باکتری های اکسید کننده منگنز، پتانسیل مدار باز به دلیل تشکیل اکسید و هیدروکسید های منگنز مثبت تر می شود. در بین آنها، باکتری pseudoxanthomonas sp. سرعت خوردگی را افزایش داده در حالی که باکتری klebsiella sp. خاصیت بازدارندگی داشته و سرعت خوردگی را کاهش می دهد. توسط میکروسکوپی نشان داد بیوفیلم تشکیل شده توسط این باکتری، کاملا سطح فلز را پوشانده و مانع رسیدن یون های اکسیژن به سطح فلز و ادامه فعالیت خوردگی می شود. هم چنین از بین سه گونه باکتریایی جدا شده از محیط آب دریا، باکتری های bacillus sp. و klebsiella pneumonia مقاومت فلز را در برابر خوردگی کاهش داده، در صورتی که باکتری entrobacter cloacae مقاومت فلز را افزایش می دهد که این مسئله را می توان به تفاوت در محصولات متابولیکی باکتری ها مربوط ساخت که رفتار های شیمیایی متفاوتی را در محیط ایجاد می کند. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی، محصولات متابولیکی و مواد پلیمری خارج سلولی ایجاد شده توسط باکتری ها را روی سطح فلز به وضوح نشان می دهد. به منظور درک بیشتر مکانیسم خوردگی میکروبی در محیط، از مخلوط باکتریایی استفاده شد و تأثیر آن روی خوردگی فولاد زنگ نزن316 بررسی و با گونه باکتریایی خالص bacillus sp. مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که در حضور مخلوط باکتریایی، سرعت خوردگی کمتر از زمانی است که باکتری ها به صورت خالص در محیط باشند. این مسئله می تواند به دلیل عملکرد متفاوت باکتری ها در حضور یکدیگر و تأثیر آنها روی متابولیسم هم باشد. بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که عملکرد و مکانیسم باکتری ها و هم چنین سرعت خوردگی فلزات در حضور آنها در محیط طبیعی متفاوت از مقداری خواهد بود که در آزمایشگاه به دست می آید. هم چنین آنالیز عنصری نشان می دهد که فعالیت باکتری های اکسنده فلزی مقدار عناصر کروم و آهن را در محصولات خوردگی فولاد زنگ نزن 316 کاهش داده و مقدار سیلیکون را افزایش می دهد. به نظر می رسد که این باکتری ها توانایی انحلال و جداسازی سیلیکون از فلز و هم چنین تولید آن را در اثر فعالیت های متابولیسمی خود دارا می باشند. در نهایت تأثیر ترکیبات ایزوتیازولونی به عنوان گروهی از بیوسیدها در کنترل و متوقف ساختن رشد و فعالیت باکتری ها و هم چنین بازدارندگی خوردگی فلزات مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردید که تمامی رشد و فعالیت باکتری ها را متوقف سازند. هم چنین حضور بیوسیدهای cmit/mit و dcoit علاوه بر تأثیر آنتی باکتریایی، نقش بازدارندگی داشته و سرعت خوردگی فلز فولاد کربنی را کاهش می دهد. ولی با گذشت زمان این ترکیبات دچار تخریب و دگراداسیون شده و جزء کلردار آنها می تواند به فلز حمله کرده و موجب حفره ای شدن آن گردند.

در کار پژوهشی حاضر، تأثیر شرایط هیدرودینامیک بر روی رفتار خوردگی دیسک های چرخان ساخته شده از فولاد 37-st در محلول سدیم کلراید 5/3% و بازدارندگی خوردگی آن با افزایش غلظت های مختلفی از بازدارنده های آلی و معدنی مورد مطالعه قرار گرفت. در این مطالعات از روش های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی استفاده گردید. همچنین اثر هم افزایی نیز با به کاربردن مخلوطی از دو بازدارنده ی آلی و معدنی برای بهبود نیروی بازدارندگی بررسی شد. مطالعه ی تأثیر شرایط هیدرودینامیک محلول خورنده بر رفتار خوردگی فولاد در محلول سدیم کلراید 5/3% نشان داد که تحت جریان آرام با افزایش سرعت چرخش الکترود، پتانسیل خوردگی فلز به تدریج مثبت تر می شود. این مثبت تر شدن به افزایش انتقال جرم گونه های اکسید کننده از بطن محلول به سطح الکترود نسبت داده شد که در سرعت های چرخش پایین تأثیرات آن بیشتر است. دانسیته ی جریان خوردگی با افزایش سرعت چرخش الکترود به شدت افزایش و مقاومت انتقال بار به شدت کاهش نشان داد. پتاسیم فسفات با غلظت های مختلفی (0/5، 0/1، 1/0، 005/0 میلی مولار) به عنوان یک بازدارنده ی آندی غیر مستقیم برای کنترل خوردگی فولاد در سدیم کلراید 5/3% ، در سکون و سرعت های چرخش مختلف به کار رفت. پتاسیم فسفات در شرایط سکون برای همه ی غلظت-های انتخابی بازدارندگی خوبی داشت. با چرخش الکترود عملکرد بازدارنده با بیشترین غلظت، مستقل از شرایط هیدرودینامیک بوده و برای تمامی سرعت ها ی چرخش، بهره های بازدارندگی بسیار مطلوبی مشاهده شد. با کاهش غلظت، کارآیی و بازدارندگی آن کاهش پیدا کرد به طوری که در غلظت 005/0 میلی مولار عملاً خاصیت بازدارندگی مشاهده ننمودیم. در محلول سدیم کلراید 5/3% حاوی غلظت های مختلفی از آرژینین به عنوان بازدارنده، افزایش سرعت چرخش الکترود منجر به کاهش شدید بهره ی بازدارندگی نسبت به سکون می شود. این مشاهده تأثیر پذیری شدید جذب سطحی آرژینین در سدیم کلراید از شرایط هیدرودینامیک محلول را نشان داد. آرژینین به دلیل وجود توتومری و ممانعت فضایی و طول زنجیر بازدارندگی کمتری دارد و در نتیجه به دلیل جذب ضعیف تر در سطح فلز، با افزایش سرعت سیال در اثر تنش های برشی راحت تر از سطح فلز کنده شده و بهره ی بازدارندگی کاهش یافته است. برای بهبود نیروی بازدارندگی آرژینین و پتاسیم فسفات، اثر هم افزایی برای این دو بازدارنده با غلظت های 1 میلی مولار بررسی گردیده و مشاهده شد که به علت تشکیل لایه ای از اکسید های نامحلول و در سطح فلز و جذب آرژینین بر روی آن، بهره ی بازدارندگی به میزان بسیار زیادی افزایش یافته است.

داده های تعادل مایع- مایع سیستم های pvp3500 + na2so3 + h2o و pvp3500 + na2so4 + h2o در دماهای 25، 35 و ?c 45 و همچنین داده های تعادل مایع- جامد سیستم های فوق در دمای ?c25 به دست آمد. پارامترهای یک معادله غیر خطی تجربی و معادله مرچاک به صورت یک تابع خطی از دما به فرم (t - t0) k تغییر داده شد و داده های باینودال با معادله های حاصل برازش شد. به این نتیجه رسیدیم که معادله تجربی غیر خطی نتایج بهتری را در برازش داده های باینودال ارائه می دهد. همچنین معادله سستسچینو، معادلات اتمر توبیاس و بنکرافت، معادله اسموتیک ویریال، مدل nrtl توسعه یافته و مدل nrtl اصلاح شده برای برازش و پیش بینی داده های خطوط ارتباطی به کار گرفته شدند. نتایج نشان می دهد که تمام معادلات از کارایی مناسبی برخوردار هستند. به خصوص معادله وابسته به دمای ستسچینو که تنها با دو پارامتر توانسته است داده های خطوط ارتباطی را به خوبی برازش نماید که نتیجه آن توانایی معادله ستسچینو (تنها با دو پارامتر آزاد) در پیش بینی داده های خطوط ارتباطی در محدوده دمایی 25 تا ?c 45 بسیار بهتر از سایر معادلات به کار گرفته شده است. به علاوه انرژی آزاد نقطه ابری شدن برای سیستم های مورد مطالعه در این پروژه و برخی کارهای قبلی انجام گرفته بر روی پلیمر pvp3500 محاسبه شد. داده های حاصل نشان می دهد که افزایش آنتروپی نیروی پیش برنده تشکیل سیستم دو فازی آبی در موارد مطالعه شده می باشد. همچنین انرژی آزاد جدایی فازها برای نشان دادن قدرت نمک زدایی نمک های با آنیون های متفاوت مورد استفاده قرار گرفت. به این نتیجه رسیدیم که نتایج در تطابق با نتایج گزارش شده قبلی است و نشان می دهد که نمک زدایی بهتر پلیمر pvp3500 زمانی مشاهده می-شود که کاتیون ها و آنیون های نمک تشکیل دهنده دارای مقادیر انرژی آزاد آبپوشی منفی تر باشند. علاوه براین نمودار فاز کامل سیستم های مورد مطالعه در دمای ?c25 به دست آمده و رفتار تعادل مایع- جامد سیستم های pvp3500 + salt + water مورد مطالعه، بر اساس میزان انحلال پذیری نمک بحث شد. به این نتیجه رسیده ایم که در مورد نمک های سدیم که دارای انحلال-پذیری معمولی هستند، پلیمر باعث استخراج نمک از محلول می گردد. در مورد نمک های پتاسیم پیش بینی می شود از آنجایی که دارای انحلال پذیری بالایی هستند نمک موجب استخراج پلیمر از محلول گردد.

در کار پژوهشی حاضر ، اثر مواد آلی نظیر گلوکز و نشاسته و تیواوره و گلوتامین بر خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی، سختی و مورفولوژی پوشش های نیکل- فسفرونیز پوشش های نانوکامپوزیتی نیکل- فسفر- نانوذرات اکسید آلومینیوم که به روش آبکاری بدون برق تهیه شده بودند مورد بررسی قرار گرفت. گلوکز و پلی مر آن نشاسته دو ماده آلی هستند که هیچ گونه سمیتی نداشته و موافق محیط زیست بوده و ارزان قیمت و فراوان می باشند. در بررسی خواص پوشش ها از روش های پلاریزاسیون و اسپکتروسکوپی امپدانس ، سختی سنجی و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده گردید. نتایج به دست آمده گویای این مطلب می باشد که حضور گلوکز در حمام آبکاری نیکل- فسفر سبب کاهش بسیار جزئی مقاومت به خوردگی پوشش نیکل- فسفر حاصل، گردید ولی در حمام آبکاری نیکل- فسفر- نانوذرات اکسید آلومینیوم سبب کاهش در مقاومت خوردگی نسبت به پوشش های نانو کامپوزیتی نیکل- فسفر-آلومینا در غیاب گلوکز می شود و احتمال می رود که گلوکز مانع از ترسیب نانو ذرات اکسید آلومینیوم بر روی پوشش شده است. افزودن نشاسته به حمام آبکاری نیکل- فسفر سبب افزایش جزئی در مقاومت به خوردگی پوشش نیکل- فسفر حاصل، گردید ولی در حمام آبکاری نیکل- فسفر- نانوذرات اکسید آلومینیوم سبب افزایش قابل ملاحظه در مقاومت خوردگی نسبت به پوشش های نانو کامپوزیتی نیکل- فسفر-آلومینا در غیاب نشاسته می شود. که جریان خوردگی حاصل از پلاریزاسیون خطی نیز تائید کننده این مطلب می باشد. در واقع حضور نشاسته در حمام حاوی نانو ذرات سبب ترسیب تعداد بیشتری ذرات آلومینا در پوشش می گردد و لذا سختی این پوششها نیز افزایش می یابد. افزودن تیواوره به حمام آبکاری نیکل- فسفر سبب کاهش قابل ملاحظه در مقاومت خوردگی پوشش ni-p-al2o3 می گرددکه این را می توان به عدم ترسیب نانوذرات در حضور تیواوره نسبت داد. حضور گلوتامین درغلظت 5گرم بر لیتر در حمام حاوی نیکل- فسفر و نیز نیکل- فسفر- آلومینا سبب افزایش مقاومت خوردگی و کاهش جریان خوردگی می شود.

در کار پژوهشی حاضر رفتار خوردگی دیسکهای چرخان ساخته شده از فولاد در محیط آب خنک- کننده تحت شرایط هیدرودینامیک کنترل شده مورد مطالعه قرر گرفت. در این مطالعات از روشهای الکتروشیمیایی پلاریزاسیون و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی استفاده گردید. همچنین تعدادی بازدارنده آلی و معدنی انتخاب و عملکرد آنها در شرایط هیدرودینامیک مختلف در آب خنک کننده بررسی گردید. مطالعه تأثیر شرایط هیدرودینامیک محلول خورنده بر رفتار خوردگی فولاد در محیط آب خنک کننده نشان داد تحت جریان لامینار با افزایش سرعت چرخش الکترود پتانسیل مثبتتر و شدت جریان افزایش مییابد. این مثبتتر شدن به افزایش انتقال جرم گونههای اکسید کننده از توده محلول به سطح الکترود نسبت داده شده است. در محلولهای حاوی تارتاریک اسید و سیتریک اسید روند یکسانی برای پتانسیل خوردگی و شدت جریان مشاهده شد. با آغاز چرخش پتانسیل خوردگی و شدت جریان تغییری قابل ملاحظه دارند. اثر چرخش الکترود سبب افزایش پلاریزاسیون غلظتی گونههای درگیر در واکنش الکتروشیمیایی مانند اکسیژن محلول میشود. بهره بازدارندهگی برای تارتاریک اسید بیشتر از سیتریک اسید میباشد که دلیل در داشتن طول زنجیر کوتاهتر و گروه کربوکسیلیک کمتر بیان شد که تاحدی سبب روئین شدن فلز با کمک اکسیژن محلول نیز میشود. در محلول خنک کننده حاوی کلرید روی جابجایی در پتانسیل خوردگی سیستم مانند محلول شاهد است. با افزیش سرعت چرخش الکترود پتانسیل خوردگی منفی میگردد. البته بدلیل سختی محلول بهره بازدارنده گی در حد متوسط رو به پایین قرار دارد. بررسیهای بازدارندهگی خوردگی مخلوط تارتاریک اسید و مولیبدات سدیم در آب خنک کننده نشان از اثرات بازدارندهگی خوب را داشت. با چرخش الکترود پتانسیل مثبتتر شده که به دلیل افزایش در انتقال جرم اکسیژن، مولیبدات و تارتاریک اسید میباشد که سطح فلز را رویین میکنند. مولیبدات با پسیو کردن سطح فلز سبب ایجاد سکو آندی در پلاریزاسیون میشود.

در کار پژوهشی حاضر، به بررسی حذف ماده رنگزای راکتیو قرمز 43 (43rr) به عنوان آلاینده مدل و برخی مواد رنگزای آلی دیگر از پساب های مصنوعی و حقیقی توسط فرآیند انعقاد و لخته سازی الکتروشیمیایی (ecf) پرداخته شد. آزمایش ها در یک راکتور ناپیوسته که در آن از دو آند آهنی (فرآیند ecf-fe) و یا دو آند آلومینیومی (فرآیند ecf-al) به همراه دو کاتد استیل که در حالت تک قطبی و اتصال موازی قرار داشتند، انجام شدند. ابتدا تاثیر عوامل موثر شامل نوع و غلظت آنیون، دانسیته جریان الکتریکی، و ph اولیه پساب در کارایی هر دو فرآیند در حذف 43rr بررسی شد. نتایج حاصل از ارزیابی تاثیر نوع آنیون های کلراید، سولفات و نیترات نشان دادند که در فرآیند ecf-al در حضور آنیون سولفات به دلیل تشکیل لایه اکسیدی مقاوم از انحلال الکتروشیمیایی آند آلومینیومی جلوگیری می شد. در حضور نیترات و کلراید انحلال الکتروشیمیایی آلومینیوم با بازده جریان بزرگتر از %100 اتفاق افتاد. بالاترین میزان حذف در حضور آنیون کلراید حاصل شد. همچنین با افزایش غلظت آنیون و یا اضافه شدن آنیون سولفات و نیترات به پساب حاوی آنیون کلراید میزان حذف بطور چشمگیری کاهش یافت. در فرآیند ecf-fe، بیشترین میزان حذف در حضور یون های سولفات و کلراید بدست آمد. حضور یون نیترات موجب تشکیل لایه رویین در سطح آند آهنی و مانع انحلال الکتروشیمیایی آن شد. لایه رویین تشکیل شده با اضافه شدن کلراید از بین می رفت. بررسی تاثیر دانسیته جریان، مدت زمان الکترولیز و ph اولیه نشان دادند که در فرآیند ecf-al بیشترین میزان حذف ماده رنگزای آلی در محیط های نسبتا اسیدی (25/4=ph) و در 12 دقیقه ابتدایی فرآیند حاصل شد. در phهای خنثی، افزایش دانسیته جریان به مقادیر بالاتر از a/m2 25 تاثیر چندانی در راندمان حذف نداشت. در فرآیندecf-fe سه مرحله متمایز شامل مراحل تاخیر، حذف و پایا در طول حذف ماده رنگزا مشاهده شد. در دانسیته جریان های a/m2 15 و بالاتر بیشترین مقدار حذف حاصل شد و با افزایش دانسیته جریان سرعت حذف ماده رنگزای آلی افزایش یافت. در حذف مواد رنگزای آلی با بار و ساختار متفاوت در شرایط عملیاتی مشابه، کارایی فرآیند ecf-al با افزایش تعداد گروه های سولفونات و همچنین اندازه مولکول افزایش می یافت. میزان حذف مواد رنگزای کاتیونی توسط آند آلومینیومی قابل توجه نبود. در فرآیند ecf-fe بار و ساختار ماده رنگزای آلی تاثیر چندانی در بازده حذف نداشته و بازده حذف تمام مواد رنگزای بکار گرفته شده بالاتر از %90 بود. نتایج حاصل حاکی از حضور مکانیسم خنثی شدن بار در فرآیند ecf-al بوده و جذب سطحی آلاینده ها بر روی لخته های هیدروکسید فلزی ecf-fe (حذف روبشی) مکانیسم های اصلی حذف مواد رنگزای آلی می باشند. بهینه سازی و مدلسازی هر دو فرآیند توسط روش رویه پاسخ (rsm) انجام گرفت. نتایج حاصل از آنالیز واریانس نشان دادند که مدل های پیشنهادی برای هر دو فرآیند به طور مناسبی قادر به پیش بینی بازده حذف 43rr در شرایط مختلف بودند. شرایط بهینه پیشنهادی توسط rsm برای فرآیند ecf-fe متفاوت از ecf-al بود. در شرایط بهینه پیشنهادی، بیش از %99 رنگ توسط هر دو فرآیند حذف شد در حالیکه میزان حذف کل کربن آلی (toc) برابر با 03/91 و 22/98 درصد برای ecf-fe و ecf-al بود. آنالیزهای uv-vis، toc و gc-ms باقی ماندن مواد آلی را پس از تصفیه پساب مصنوعی حاوی 43rr توسط فرآیند ecf-fe را نشان دادند. بر اساس ترکیبات آلی شناسایی شده وجود واکنش های تخریب کننده به عنوان واکنش های جانبی در فرآیند ecf-fe تایید شد. شواهد تجربی مبنی بر وجود واکنش های تخریبی در فرآیند ecf-al حاصل نشد. علاوه بر این کارایی هر دو فرآیند توسط یک شبکه عصبی مصنوعی سه لایه که شامل 4، 12 و 1 نورون درلایه های ورودی، خروجی و مخفی بود، مدلسازی شد. کارایی فرآیند ecf-al در تصفیه پساب حقیقی با فرآیند ecf-fe مورد مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل، آند آلومینیومی از کارایی چندانی در حذف رنگ در مقایسه با آند آهن برخوردار نبود. برای راکتور پیوسته طراحی شده میانگین زمان ماندگاری برابر با 27/18 دقیقه تعیین شد. رنگزدایی کامل از پساب سنتزی در راکتور پیوسته با اعمال نسبت j/q بزرگتر از 8/0 بدست آمد.

به منظور محافظت از خوردگی استیل فریتی ضدزنگ 430، پوشش یکنواخت، چسنده و نانوکلوئیدی پلی آنیلین به روش ولتامتری چرخه ای و از محلول پلی (مالئیک اسید ـ آلترناتیو ـ وینیل الکل) به عنوان الکترولیت کمکی، بر روی این فلز الکتروپلیمریزه شده است. همچنین، پوشش پلی (آنیلین ـ کو ـ 4ـ هیدروکسی فنیل استیک اسید) از محلول اگزالیک اسید 3/0 مولار با روش یکسان (ولتامتری چرخه ای) بر روی استیل ضدزنگ 430 ترسیب داده شده است. مشخصات پوشش های حاصل با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه بررسی شده اند. همچنین ریخت شناسی و ساختار این پوشش ها با استفاده از تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته اند. این تصاویر نشان دادند که پلی آنیلین کمپلکس شده با پلی اسید (بعنوان دوپانت و پایدار کننده)، ریخت شناسی نظم یافته، یکنواخت و نانو ساختار دارد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی پوشش کوپلیمری نیز نانو-ساختار بودن این پوشش را اثبات کرد. رفتار خوردگی الکترود (استیل ضدزنگ 430)های پوشش داده شده با استفاده از تکنیک های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی درون محلول خورند? سدیم کلرید 5/3 درصد تحت بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان داد که پوشش های پلی آنیلینی و کوپلیمری نانوساختار، محافظت چشمگیری در برابر فرایند خوردگی ایجاد می-کنند.

در کار پژوهشی حاضر، اثر بازدارنده گی 6 نمونه از شیف بازهای جدید بر روی خوردگی فولاد نرم از طریق روش های الکتروشیمیایی (پلاریزاسیون و امپدانس الکتروشیمیایی) بررسی شده است. شیف بازهای مطالعه شده در این کار از واکنش تراکمی بین آمین های 1) 1- نفتیل آمین و 2)2- آمینو فنول با آلدهیدهای 1) سالسیل آلدهید، 2) 2-پیریدین کربالدهید و 3) بنزآلدهید می باشند. که شیف بازهای سنتزشده سری اول حاصل از واکنش تراکمی آمین، 2- آمینو فنول با آلدهیدهای 1) 2-پیریدین کربالدهید (h2l1) 2) بنزآلدهید (hl2) 3) سالسیل آلدهید (hl3) و شیف بازهای سنتزشده سری دوم حاصل از واکنش تراکمی آمین، 1- نفتیل آمین با آلدهیدهای 1) 2-پیریدین کربالدهید (l4) 2) بنزآلدهید (l5) 3) سالسیل آلدهید (hl6) می باشد. نتایج بدست آمده از سه روش مورد استفاده، نشان دادند که میزان بازدارنده گی شیف بازها با افزایش غلظت بازدارنده، افزایش می یابد. نتایج حاصل از روش پلاریزاسیون معلوم گردید که ترکیبات شیف باز مورد بررسی از نوع بازدارنده های مختلط(آندی- کاتدی) می باشند. مطالعات امپدانس الکتروشیمیایی معلوم گرداند که به موزات افزایش غلظت بازدارنده ها، ظرفیت لایه دوگانه الکتریکی کاهش و مقاومت انتقال بار افزایش می یابد. جذب بازدارنده های مورد استفاده روی سطح فولاد نرم از هم دمای جذبی لانگمویر تبعیت می کند و از همدمای جذبی، برخی پارامترهای ترمودینامیکی از جمله انرژی آزاد جذب(?g°ads) ، آنتالپی جذب (?h°ads) و آنتروپی جذب (?s°ads) محاسبه شد و نیز پارامترهای سینتیکی از قبیل انرژی فعال سازی (ea) ، آنتالپی فعال سازی (?h#)و آنتروپی فعال سازی (?s#) با توجه به تأثیر دما روی فرآیند خوردگی و بازدارنده گی خوردگی بدست آمد. محاسبات شیمی کوانتومی و مدل غیرخطی qsar نیز محاسبه شد و معلوم گردید این نتایج تئوری با نتایج تجربی همبستگی نسبتاً خوبی باهمدیگر دارند.

خوردگی فولاد یک مشکل بزرگ اقتصادی است بنابراین استفاده از بازدارنده ها یکی از عملی ترین روش ها برای محافظت از خوردگی فلزات به خصوص در محیط های خورنده و مهاجم است. بیشتر این بازدارنده ها ترکیبات آلی دارای اتمهای نیتروژن، اکسیژن و سولفور هستند. در این کار پژوهشی اثر بازدارندگی 8 نمونه از شیف-بازهای هیدرازونی بر روی خوردگی فولاد نرم بررسی شده است. یکی از مزایای این شیف بازها، تهیه ی راحت این ترکیبات توسط واکنش تراکمی بین آمین 1) 4- پیریدین- کربوکسیلیک اسید هیدرازید با آلدهیدهای 1) سالسیل آلدهید (h2l1) 2) 2-پیریدین کربالدهید (hl2) 3) بنزآلدهید (hl3) و آمین 2) 3-هیدروکسی – 2- نفتوئیک هیدرازید با آلدهیدهای 1) سالسیل آلدهید (h3l4) 2) 2-پیریدین کربالدهید (h2l5) 3) بنزآلدهید (h2l6) و آمین 3) هیدرازین با آلدهیدهای 1) 2-پیریدین کربالدهید (h2l7) 3) بنزآلدهید (h2l8) می باشد. اثر بازدارندگی شیف بازهای سری 1 ( h2l1, hl2, hl3)، سری 2 ( h3l4, h2l5, h2l6) و سری3 ( h2l7, h2l8) بر روی خوردگی فولاد نرم در اسیدکلریدریک 1 مولار با استفاده از روش های الکتروشیمیایی (پلاریزاسیون تافل و امپدانس الکتروشیمیایی)، کاهش وزن، تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی و روش های شیمی کوانتومی بررسی شده است. در ادامه نتایج بدست آمده از روش های مختلف با هم مقایسه شده و معلوم گردید که با افزایش غلظت بازدارنده ها و کاهش دما میزان جذب بازدارنده بر روی سطح فولاد نرم افزایش یافته و در نتیجه کارایی بازدارندگی افزایش می یابد. همچنین پارامترهای ترمودینامیکی برای فرآیند خوردگی مانند انرژی فعالسازی واکنش خوردگی (ea)، انرژی آزاد گیبس جذب بازدارنده ها ( gads?)، آنتالپی جذب بازدارنده ها ( hads?)، آنتروپی جذب بازدارنده ها (sads?)، در حضور بازدارنده ها تعیین شد و با توجه به مقادیر محاسبه شده برای gads? معلوم گردید که جذب بازدارنده های h2l1, hl2, h3l4 بر روی فولاد به صورت جذب شیمیایی صورت گرفته و بازدارنده های hl3, h2l5, h2l6, h2l7, h2l8 به صورت فیزیکی و شیمیایی بر روی فولاد جذب می شوند. و واکنش های جذب بازدارنده ها بر روی فولاد نرم به صورت خودبخودی و گرمازا می باشد. و همچنین چگونگی تبعیت بازدارنده های جذبی از ایزوترم جذبی بررسی شده و نوع ایزوترم تعیین شد. نتایج نشان می دهد که جذب بازدارنده ها از ایزوترم جذبی لانگمویر تبعیت می کند. در ادامه ارتباط بین میزان بازدارندگی و پارامترهای شیمی کوانتومی بازدارنده ها با استفاده از مدل qsar ( quantitative structure–activity relationship) بررسی شده و نتایج تئوری بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شد و معلوم گردید که نتایج تجربی مطابقت خوبی با نتایج تئوری دارند.

در این کار پژوهشی ضرایب اسمزی و فعالیت حلال محلولهای آبی پلیمرهای پلی اتیلن گلیکول دی متیل اتر 2000 ، پلی اتیلن گلیکول400 و پلی پروپیلن گلیکول400 در دماهای298/15، 308/15 و 318.15 کلوین اندازه گیری شده است. همچنین برای پلی اتیلن گلیکول دی متیل اتر 2000 خواص فوق در محلولهای آبی پلی اتیلن گلیکول 400 و پلی پروپیلن گلیکول 400 در دماهای مذکور اندازه گیری شده است. همچنین برای مخلوطهای دو تائی و سه تائی اشاره شده در بالا، دانسیته، سرعت صوت، و ویسکوز یته در دماهای 293.15، 298.15، 303.15، 308.15 و 313.15 کلوین اندازه گیری شده است. فعالیت حلال بدست آمده برای سیستم های دوتایی با مدلهای فلوری-هاگینز، فلوری-هاگینز اصلح شده و فلوری-هاگینز اصلاح شده با تبعیت دمائی بطور موفقیت آمیز برازش داده شده اند. با استفاده از پارامترهای دوتائی بدست آمده و با بکار بردن مدل فلوری-هاگینس اصلاح شده فعالیت حلال برای محلول های سه تایی پیش بینی شد. از مدلهای ترکیب موضعی از جمله ویلسون اصلح شده، وو- nrtl ، ویلسون- nrf ، nrtl بسط یافته، nrf بسط یافته و ویلسون بسط یافته برای برازش سیستمهای دوتائی و سه تائی استفاده نمودیم که بطور موفقیت آمیزی برازش شدند. برای بررسی خواص حجمی و خواص تراکم پذیری محلولهای پلیمری، حجم مولی مازاد و تراکم پذیری هم آنتروپی مولی مازاد برای سیستمهای دوتائی و سه تائی محاسبه و به طور موفقیت آمیزی با استفاده از مدلهای ترکیب موضعی از جمله ویلسون اصلاح شده، nrtl بسط یافته و ویلسون بسط یافته برازش شده اند. همچنین کمیت حجم ویژه ظاهری و حجم ویژه ظاهری در ناحیه رقیق محاسبه و برازش شده اند که این کمیتها اطلاعات با ارزشی را در مورد برهم کنشهای سیگمنت-حلال می دهند. در بررسی خواص تراکم پذیری محلولهای آبی پلیمرها تقاطع ایزوترمها دیده می شود که به تشکیل ساختارهای ویژه نسبت داده می شود. برای اولین بار در این کار پژوهشی مدل ویلسون اصلاح شده برای حجم مولی مازاد مخلوطهای چند جزئی و مدلهای ویلسون اصلاح شده، nrtl بسط یافته و ویلسون بسط یافته برای تراکم پذیری هم آنتروپی مولی مازاد مخلوطهای چند جزئی ارائه گردید. ویسکوزیته محلولهای دوتائی و سه تائی مورد مطالعه با مدلهای ایرینگ-ویلسون اصلح شده، ایرینگ- nrtl و ایرینگ-ویلسون برازش داده شده اند که مقادیر درصد انحراف نسبی متوسط مطلق بدست آمده نشان می دهد که این مدلها کارایی خوبی برای برازش داده های تجربی ویسکوزیته دارند. در اینکار پژوهشی برای اولین بار مدل ایرینگ-ویلسون اصلاح شده برای ویسکوزیته مخلوطهای چند جزئی ارائه گردید. همچنین محاسبات مربوط به انرژی گیبس مازاد اکتیواسیون و تغییرات ویسکوزیته محلولهای پلیمری، اطلاعات با ارزشی در مورد برهمکنشهای مختلف در محلولهای پلیمری بدست آمد.

ایجاد پوشش های مقاوم در برابر خوردگی، یکی از روش های کنترل خوردگی در اغلب صنایع می-باشد. از میان روش های مختلف ایجاد پوشش، آبکاری فلزات محدوده ی وسیعی از زمینه کنترل خوردگی را شامل می شود. از خصوصیات برجسته این پوشش ها می توان مقاومت عالی در برابر خوردگی و فرسودگی، یکنواختی فوق العاده، خواص مکانیکی و فیزیکی خوب، ایجاد سطحی با اصطکاک کم و تخلخل پایین را نام برد. پوشش های حاصل از این روش بطور گسترده به عنوان یک پوشش حفاظتی در بسیاری از صنایع از جمله صنایع شیمیایی، نفت، پلاستیک، چاپ، معدن، هوا فضا، هسته ای و ... مورد استفاده قرار می گیرند. از این رو، در کار پژوهشی حاضر پوشش های بدون برق نیکل-فسفر بر روی فولاد steel 12 مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، پوشش های نیکل-فسفر و نیکل-فسفر-نانوذرات کاربیدسیلیسیم تهیه شده است. در ادامه، افزودن چهار نوع ماده ی آلی سوربیتول، کیتوسان، نمک تارتارات و گلوتامین به حمام آبکاری با هدف ارتقاء کیفیت پوشش های مذکور پیشنهاد و به حمام آبکاری اضافه شده است. در نهایت، نمونه های به دست آمده از نظر مقاومت در برابر خوردگی، مورفولوژی سطح و سختی، توسط روش های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون تافلی، تکنیک sem و میکروسختی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که وجود نانوذرات کاربیدسیلیسیم در حمام آبکاری موجب بهبود خواص پوشش نظیر افزایش مقاومت انتقال بار، کاهش جریان خوردگی و افزایش سختی گردیده است. همچنین نتایج بدست آمده مشخص می کند که حضور مواد آلی مذکور در حمام آبکاری نیکل-فسفر و نیکل-فسفر-کاربیدسیلیسیم موجب کاهش جریان خوردگی، افزایش مقاومت انتقال بار پوشش ها، صاف تر شدن سطح پوشش و افزایش سختی پوشش ها شده است. از بین مواد آلی مورد بررسی، حضور نمک تارتارات در حمام آبکاری سبب افزایش قابل ملاحظه تری در مقاومت به خوردگی پوشش ها شده است.

بازدارنده های خوردگی به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله پالایشگاه ها و کارخانه های پتروشیمی، بازیافت اولیه فراورده های نفتی، بازیافت ثانویه، خطوط لوله های انتقال فراورده های نفتی، حفاری و ارسال نفت، آب آشامیدنی، آب خنک کننده، کارخانه های انرژی اتمی و... استفاده می شوند. اغلب این صنایع به شدت با پدیده خوردگی تحت شرایط هیدرودینامیک دست به گریبانند. از این رو تولید و استفاده از بازدارنده هایی که کارایی لازم را در این شرایط دارا بوده و از لحاظ دسترسی،اقتصاد و ایمنی مناسب باشند بسیار مورد توجه است. بکارگیری مخلوط بازدارنده ها گزینه ای معمول در فرمولاسیون های تجاری است که به طور انحصاری، تولید و در بازار به فروش می رسند. این بازدارنده ها که تحت نام های تجاری و برچسب های مختلف در دسترس هستند معمولاً اطلاعات اندکی در خصوص ترکیب خود در اختیار می گذارند. در این کار پژوهشی اثر بازدارندگی آمینواسیدهایی نظیر dl-فنیل آلانین ((dlpa، l-سیستئین (cys) و l-والین (v) بعنوان بازدارنده های سبز روی خوردگی فولاد 37st- به دو روش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. این آمینواسید ها تا حدودی جریان خوردگی فولاد 37st- را در محلول سدیم کلرید 5/3% در حالت سکون کاهش دادند. مخلوط این آمینواسید ها با ترکیبات معدنی از قبیل سولفات روی هفت آبه و دی سدیم هیدروژن فسفات (10 میلی مولار dl-فنیل آلانین با 0175/0 میلی مولار سولفات روی هفت آبه (dlpa-zsh)، 5/0 میلی مولار l-سیستئین با 5/0 میلی مولار دی سدیم هیدروژن فسفات (cys-dshp)، 5 میلی مولار l-والین با 5/0 میلی مولار دی سدیم هیدروژن فسفات (v-dshp)) باعث کاهش بیش تر جریان خوردگی، افزایش مقاومت انتقال بار و در نتیجه تقویت عملکرد بازدارندگی این ترکیبات در حضور هم شد. وجود اثر هم افزایی بین این ترکیبات با محاسبه پارامتر هم افزایی تعیین گردید. این مخلوط ها در یک نسبت مشخصی بالاترین اثر بازدارندگی را در حالت سکون از خود نشان دادند. برای بررسی اثر سرعت سیال، عملکرد و کارایی فرمولاسیون های حاصل در سرعت های مختلف چرخش الکترود مورد مطالعه قرار گرفت. dlpa-zsh با بهره 90% بالاترین راندمان بازدارندگی را در سکون به خود اختصاص داد. از سه فرمولاسیون حاصل ( dlpa-zsh ,v-dshpوcys-dshp ) مخلوط cys-dshp در شرایط هیدرودینامیک دچار کاهش راندمان بازدارندگی شد با این حال دو مخلوط دیگر راندمان بازدارندگی بالایی چه در حالت سکون و چه در شرایط هیدرودینامیک از خود نشان دادند.

پوشش های نانوکامپوزیتی به دلیل داشتن خواص منحصربه فرد مانند مقاومت سایشی، مقاومت خوردگی و سختی بالا درمقایسه با پوشش های کامپوزیتی، به طورگسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. با پیشرفت فن آوری های نانو در سال-های اخیر، به منظور بالا بردن کارایی این پوشش ها، انواع نانوذرات جامد به زمینه پوشش های نانوکامپوزیتی فلزی و پلیمری افزوده می شود. ازمیان این نانوذرات، نانوذرات الماس (nd) به خاطر ویژگی های خاص، اخیراً مورد توجه قرارگرفته است. از جمله می توان به پایداری شیمیایی، مقاومت الکتروشیمیایی، سختی بالا و هزینه پاییندرصورتتولید انبوه اشاره کرد. در بخش اول این کار پژوهشی، پوشش های نانوکامپوزیتی بر پایه نیکل-فسفر ( ni-p) روی فولاد نرم با روش آبکاری الکترولس (بدون برق)ترسیب گردیدکه یک فرایند اتوکاتالیستی است.خواص و کیفیت این نوع پوشش ها به پایداری نانوذرات در حمام آبکاری بستگی زیادی دارد. به-دلیل بالا بودن فعالیت سطح نانوذرات و نیز قدرت یونی محلول آبکاری، نانوذرات تمایل به انباشتگی و تجمع دارند کهموجب افت کیفیت پوشش ها می گردد. به کارگیریامواج التراسونیک در حمام آبکاری حاوی نانوذرات از انباشتگی آن-ها جلوگیری کرده و باعث توزیع یکنواخت و همگن نانوذرات در حمام و نیز زمینه پوشش می شود. ازاین رو ترسیب پوشش های نانوکامپوزیتی nd/p-ni با روش الکترولس، در حضور امواج التراسونیک صورت پذیرفت.برای غلبه بر مشکل انباشتگی در تهی? محلول آبکاری از پروب التراسونیک استفاده گردید. همچنین به منظور ممانعت از تجمع مجدد نانوذرات در حین آبکاری، بهبود الحاق نانوذرات به زمینه پوشش و توزیع یکنواخت آن ها، فرایند آبکاری داخل حمام التراسونیک انجام یافت. حضور نانوذرات الماس، خواص پوشش p-ni از جمله مقاومت خوردگی و سختی را به طور قابل ملاحظه بهبود بخشید.مقاومت خوردگی پوشش های نانوکامپوزیتی تهیه شدهبه-واسطه تشکیل یک لای? رویین پیوسته با عیوب کمتر نسبتبه پوشش p-ni، در محلول 5/3 درصد nacl،افزایشیافت.به نحوی کهبا افزایش میزان نانوذره، راندمان محافظتی نیز زیاد گردید. اما مقادیر بالاتر نانوذرات الماس روی مقاومت خوردگی و ریزسختی پوشش های نانوکامپوزیتی تأثیر منفیگذاشت. ادامه چکیده در بخش دوم این تحقیق، روش تهی? نانوکامپوزیت پلی-آنیلین/نانوالماس (nd/pani) روی الکترود فولاد نرم از طریق تکنیک ولتامتری چرخه ای مطالعهشده است. از میان پلیمرهای رسانا، پلی آنیلین و مشتقات آن به دلیل ویژگی هایی از جمله هدایت الکتریکی بالا، خواص فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی منحصربه فرد، سازگاری خوب با محیط و راحتی سنتز، برای جلوگیری از خوردگی فلزات مانند فولاد مناسب هستند. بااین حال اثر محافظتیpani را می توان با اضافه کردن نانوذرات الماس بهبود داد. در این بخش نیز از تابش امواج التراسونیک برای پخش نانوذرات الماس در محلول الکتروپلیمریزاسیون استفاده گردید. کارایی پوشش های تهیه شده در برابر خوردگی در محلول های 5/0 مولار سولفوریک اسید و 5/3 درصد nacl مطالعه شد. نتایج حاصل نشان می دهد که توان محافظتی پوشش های pani با افزودن نانوذرات الماس افزایش می یابد. این افزایش به شکل گیری یک پوشش فشرده با چسبندگی بالا، درحضور نانوذرات الماس مربوط می شود. همچنین پس از3 روزغوطه وری نمونه ها در محلول خورنده، راندمان محافظتی خوردگی پوشش nd/pani 90 درصد به دست آمد.از طرفی میزان تخلخل پوشش nd/pani نسبت به پوشش pani در محیط های اسیدی و نمکی به ترتیب 8 و 18 برابر کمتر شد. دلیل این کاهش به ساختار مورفولوژی نانوکامپوزیت مرتبطاست که نسبت به پوشش pani ، اندازه و مساحت سطح ویژه ذرات پوشش، با الحاق نانوذرات الماس اصلاح می گردد. برای بهبود خواص پوشش های پلی آنیلینی، می توان آن ها را درحضور انواع پلی اسیدهای محلول درآب، سنتز کرد. پلی-اسیدها در فرایند پلیمریزاسیون آنیلین نقش موثری بر عهده دارند. از جمله می توان به تجمع اولیه آنیلین با زنجیرهای پلی اسیدی که منجر به افزایش واکنش در موقعیت پارا می شود،اشاره کرد که امکان دوپه شدن pani توسط آنیون پلی اسید را فراهم می کند. همچنین پلی اسیدها مورفولوژی سطح این پوشش ها را با ایجاد ذرات کلوئیدی بهبود می دهند که منجر به تولید pani نانوکلوئیدی می شود. لذا در بخش دیگری از این کار پژوهشی، پوشش های نانوکامپوزیتی nd/pani، در حضور پلی (مالئیک اسید ـ آلترناتیو ـ وینیل الکل) مطالعه گردید. این پلی اسید به روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد سنتز شد. این گروه از پوشش های نانوکلوئیدی تهیه شده، تخلخل کمتر، چسبندگی بالا و مقاومت خوردگی خوبی نشان دادند.ریزساختار،ترکیب و مورفولوژی پوشش ها توسط میکروسکوپی الکترونی روبش (sem)، طیف سنجی پخش انرژی اشعه ایکس (edx)، طیف سنجی مادون قرمز (ft-ir) و پراش اشعه ایکس (xrd) مطالعه شد. جهت بررسی الگوی xrd پوشش های بر پایه p-ni عملیات حرارتی بر روی آن ها صورت گرفت. به منظور ارزیابی رفتار خوردگی پوشش ها نیز تکنیک اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی (eis)، پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی و نویز الکتروشیمیایی (en)به کار رفت. داه های حاصل از این روش ها بایکدیگر تطابق خوبی نشان دادند.

خسارت های ناشی از خوردگی به عنوان تهدیدی مهم برای از دست رفتن یکپارچگی سازه های آلومینیومی هواپیماها به خصوص هواپیماهای دارای عمر عملکردی بالا می باشد. بنابراین برای جلوگیری از آسیب های خوردگی سازه های آلومینیومی هواپیما ها، رسوب پوشش محافظ و یا آندایزینگ بر روی سطح فلزات، معمولترین روش برای صنعت حمل و نقل هوایی است . در این کار پژوهشی آلیاژ آلومینیوم استفاده شده در ملخ هواپیمای c-130 انتخاب و در محلول های 15% اسیدسولفوریک، 3% اسیداگزالیک و مخلوط های این دو محلول با استفاده از روش پتانسواستاتیک آندایز شده است. ولتاز و زمان آندایزینگ دو پارامتر موثر در ویژگی های فیلم آندی هستند. روش روی پاسخ برای پیدا کردن شرایط بهینه استفاده شده است. فرآیند آندایزینگ در ولتاژها و مدت زمانهای مختلف طبق طراحی روش روی پاسخ با استفاده از آلیاژ آلومینیوم به عنوان آند و ورق آلومینیوم خالص به عنوان کاتد انجام شد. خوردگی نمونه ها در محلولnacl 3/5 % با استفاده از تکنیک های اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) و پلاریزاسیون تافل بررسی شد. نتایج نشان داد که آلیاژ آلومینیوم آندایز شده مقاومت خوردگی بالاتر و سرعت خوردگی پایین-تری نسبت به آلیاژ آلومینیوم آندایز نشده دارد. آنالیز اندازه گیری های امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون تافل نشان داد که مقاومت آلیاژ آلومینیوم آندایز شده در الکترولیت های اسیدسولفوریک 15%، ، اسیداگزالیک 3% و مخلوط این دو الکترولیت در شرایط بهینه به طور قابل توجهی افزایش یافته است. مقدار مقاومت خوردگی آلومینیوم آندایز شده در الکترولیت اسیدسولفوریک بیشتر از آلومینیوم آندایز شده در الکترولیت اسیداگزالیک و مخلوط دو الکترولیت می باشد.

بکارگیری مخلوط بازدارنده ها گزینه ای معمول در فرمولاسیون های تجاری است که به طور انحصاری، تولید و در بازار به فروش می-رسند. این بازدارنده ها که تحت نام های تجاری و برچسب های مختلف در دسترس هستند معمولاً اطلاعات اندکی درخصوص ترکیب خود در اختیار می گذارند. در پروژه ی حاضر ترکیب تارتاریک اسید (ta) به عنوان بازدارنده ی آلی سبز و سولفات روی هفت آبه(zsh) به عنوان بازدارنده ی معدنی انتخاب شده و در حالت سکون مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی ها نشان داد که در حالت سکون هم تارتاریک اسید و هم سولفات روی به تنهایی بازدارنده ی مناسبی برای کنترل خوردگی در سیستم مورد مطالعه نمی باشند. بنابراین غلظت بهینه ی تارتاریک اسید در حالت سکون انتخاب شده و تأثیر افزودن غلظت های مختلف سولفات روی به آن در حالت سکون و تحت سرعت های چرخش مختلف بررسی گردید. در این مطالعات از روش های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی استفاده گردید. راندمان بازدارندگی فولاد st-37 در محلول خنک کننده ی حاوی غلظت بهینه ی تارتاریک اسید(1 میلی مولار) 28% بوده است? بررسی های بازدارندگی خوردگی مخلوط تارتاریک اسید و سولفات روی نشان از اثرات بازدارندگی خوب داشت. با افزودن غلظت های 1/0، 5/0 و 1 میلی مولار از سولفات روی به غلظت 1 میلی مولار از تارتاریک اسید راندمان بازدارندگی میانگین هر سه مخلوط به 70% رسید. همچنین افزایش غلظت سولفات روی تأثیر چندانی در راندمان بازدارندگی نداشت. بهبود بازدارندگی تارتاریک اسید در حضور سولفات روی به دلیل اثر هم افزایی آن ها باهم می باشد. وجود اثر هم افزایی بین این دو ماده با محاسبه ی پارامتر هم افزایی در حالت سکون تعیین گردید. بررسی مخلوط ها تحت شرایط هیدرودینامیک نشان داد که به دلیل افزایش در انتقال جرم اکسیژن، کمپلکس zn2+-تارتارات، و کاتیون های روی به سطح الکترود و رویین شدن سطح فلز، دانسیته های جریان خوردگی کاهش قابل ملاحظه ای داشته و خوردگی فلز به میزان قابل ملاحظه ای کم می شود. در سرعت های چرخش 1000 و rpm1500 راندمان بازدارندگی میانگین مخلوط ها به 98% رسید.

با توجه به خواص منحصر به فرد مایعات یونی مانند پایداری حرارتی و شیمیایی، فشار بخار پایین، نقطه ذوب نزدیک دمای اتاق، هدایت الکتریکی بالا و کاربرد مایعات یونی به عنوان حلال های سبز در فرآیندهای مختلف از جمله استخراج ، جداسازی، سنتز، کاتالیزوری، جذب سطحی نیاز به مطالعه جامع و سیستماتیک می باشد. بنابراین در این پایان نامه به بررسی خواص انتقالی مایعات یونی در دماهای مختلف پرداخته شده است. ویسکوزیته و هدایت مولی برخی از مایعات یونی برپایه ایمیدازولیوم اندازه گیری شده است. با استفاده از داده های اندازه گیری شده، ضرایب b ویسکوزیته، هدایت مولی حدی مایع یونی، ثابت تجمع یونی،پارامتر فاصله، هدایت مولی حدی یون ها، ضرایب نفوذ یونها،کمیت های ترمودینامیکی مانندمانندδg0 ، δs0 و δh0 محاسبه شده است. این پارامترها و کمیت ها جهت تفسیر اثر طول زنجیرآلکیل مایعات یونی، اثر اندازه آنیون، اثردما، روی برهمکنش های یون-یون، یون- حلال،ساختار حلال و غیره استفاده شده است. از معادله ویسکومتری جونز-دول برای تفسیر داده های ویسکوزیته و از معادلات مختلف هدایت سنجی نظیر مدل شیمیایی غلظت های کم،مدل شدلوسکی، مدل لی-ویتن،مدل فرناندز-پرینی برای مطالعه رفتار هدایت الکتریکی محلول های آبی مایعات یونی مورد مطالعه، به کار برده شده اند و کارایی این مدل ها بر روی سیستم های شامل مایع یونی مورد بحث قرار گرفته است. مقادیر ضرایبb ویسکوزیته برای محلول های آبی مایعات یونی مورد مطالعه در دماهای مختلف مثبت بدست آمده اند که نشان دهنده برهم کنشهای قوی یون-حلال می باشد. مقادیر منفی(db/dt) نشان دهنده این است که مایعات یونی در آب به عنوان ساختارساز عمل کرده اند. محاسبات هدایت سنجی نشان داده است که مقادیرka با افزایش دما افزایش یافته است. به عبارتی دیگر تشکیل جفت یون در محلول های آبی مایع یونی فرایندی گرماگیر است. از مقایسه بین مدل های مختلف، میتوان نتیجه گرفت که مدل فرناندز-پرینی عملکرد بهتری برای محاسبه پارامتر فاصله، مدل لی-ویتن کارایی مناسبی برای برازش داده های هدایت مولی در ناحیه بسیار رقیق و مدل شدلوسکی به دلیل داشتن انحراف استاندارد کمتر کارایی بهتری نسبت به سایر مدل ها، در کل محدوده غلظتی از خود نشان داده است.

در طرح پژوهشی حاضر، پوشش¬های نانوکامپوزیتی بر پایه پلیمر رسانای پلی¬پیرول و چند نوع نانوذره بر روی فولاد st-12 به روش سونوالکتروشیمیایی سنتز گردید و رفتار محافظتی آن¬ها در مقابل خوردگی در محلول نمک طعام مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات مورد استفاده به ترتیب سیلیکون نیترید، نانوذرات طلا و نانوساختارهای کربن نظیر نانولوله¬های کربن چنددیواره و نانوذرات الماس بوده¬اند. از روش¬های مختلف شناسایی نظیر میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز عنصری edx، اسپکتروسکوپی نیروی اتمی (afm) و طیف¬سنجی مادون قرمز (ft-ir) جهت شناسایی سطح و ساختار پوشش¬های سنتز شده استفاده شد. به منظور مطالعات رفتار خوردگی از روش¬های الکتروشیمیایی نظیر طیف¬سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک استفاده شد. بعلاوه با توجه به تعدد پارامترهای موثر در سنتز و به منظور صرفه¬جویی در وقت و هزینه روش-های طراحی آزمایش به کار گرفته شد. از بین روش¬ها و طراحی¬های مختلف موجود، از طراحی تاگوچی و روش رویه پاسخ سطح (rsm) استفاده شده و با تحلیل آماری نتایج حاصل شرایط بهینه پیش¬بینی گردید. نتایج حاصل از بخش سنتز پلی¬پیرول، برتری روش سونوالکتروشیمیایی را در راستای تهیه پوشش پلی¬پیرول مقاوم و متراکم با چسبندگی بالا روشن نمود. یعنی در حضور اولتراسوند فرایند هسته¬زایی بیشتر از رشد پلیمر بوده و نهایتا منجر به حصول ساختار ریزتر، متراکم¬تر و یکنواخت¬تر در مقایسه با نمونه¬های حاصل از روش الکتروشمیایی می¬شود. نانوکامپوزیت پلی¬پیرول- سیلیکون نیترید (ppy-sin) به روش سونوالکتروشیمیایی تهیه و بهینه سازی شرایط سنتز به منظور حصول پوششی مناسب مورد مطالعه قرار گرفت. روش طراحی انتخاب شده بر اساس تاگوچی بوده و پارامترهای مورد مطالعه، دانسیته جریان اعمالی، مدت زمان سنتز و مقدار نانوذرات مورد استفاده می¬باشد. پس از آنالیز نتایج دانسیته جریان ma/cm2 4، مدت زمان سنتز 10 دقیقه و مقدار نانوذرات ppm 350 به عنوان شرایط بهینه سنتز پوشش نانوکامپوزیتی تعیین شد. مطالعات ft-ir و بررسی مورفولوژی سطح توسط تصاویر sem حضور نانوذرات در ساختار ماتریکس پلی¬پیرول را تأیید نمود و بررسی رفتار محافظت در برابر خوردگی پوشش نانوکامپوزیتی نشان داد که مقاومت بهبود یافته و میزان تخلخل پوشش کاهش یافته است. در ادامه پوشش نانوکامپوزیتی پلی¬پیرول- طلا (ppy-au) سنتز، بهینه¬سازی و رفتار مقاومت در برابر خوردگی آن بررسی شد. در این قسمت تلاش شد تا برخلاف سنتز قبلی که از نانوذرات sin آماده استفاده شده بود نانوذرات طلا همراه با سونوالکتروپلیمریزاسیون پلی¬پیرول سنتز گردد. با استفاده از طراحی تاگوچی و بررسی اثر پاسخ، شرایط بهینه در راستای حصول نانوذرات با ابعاد کوچکتر تعیین گردید. ضخامت پوشش¬های حاصل توسط sem در حدود 4/2 میکرومتر تخمین زده شد. تصاویر sem، afm و آنالیز edx ورود نانوذرات طلا به درون ماتریکس پلی¬پیرول را تایید کرده و نشان دادند که حضور آن¬ها موجب تغییرات زیادی در مورفولوژی سطح شده است. نتایج مطالعات رفتار محافظتی پوشش در مقابل خوردگی، بهبود ویژگی¬های مقاومتی را قابل قبول ارزیابی نمود. در بخش بعدی سونوالکتروپلیمریزاسیون پیرول در حضور نانولوله¬های کربنی چنددیواره همراه با پلیمر طبیعی کیتوسان بر روی آلیاژ فولادی انجام شد. ضخامت پوشش¬های تهیه شده تعیین و مقدار mµ 9/0 ± mµ 4/3 بدست آمد. از بررسی تصاویر sem به نظر می¬رسد پوشش¬های نانوکامپوزیتی ppy-mwcnt-chitosan ساختاری متراکم¬تر و درهم¬پیچیده¬تر از سایر پوشش¬ها داشته باشند. از بررسی-های خوردگی معلوم شد مقدار تخلخل این پوشش بسیار کمتر از (014/0 %) از بقیه پوشش¬های تهیه شده در این قسمت می¬باشد. در بخش پایانی کار با توجه به گزارش¬های رسیده مبنی بر ویژگی¬های خاص نانوذرات الماس سنتز، بهینه¬سازی و مطالعه رفتار حفاظت در برابر خوردگی پوشش¬های نانوکامپوزیتی پلی¬پیرول-نانوذرات الماس (ppy-nd) مورد توجه قرار گرفت. به منظور بهینه¬سازی شرایط سنتز از طراحی آزمایش با روش رویه پاسخ سطح استفاده شد. دانسیته جریان اعمالی 4 میلی¬آمپر بر سانتی¬متر مربع، مدت زمان سنتز 10 دقیقه و مقدار غلظت نانوذرات ppm 35 به عنوان شرایط بهینه انتخاب و پوشش¬های نانوکامپوزیتی مزبور تهیه شدند. نتایج محاسبات پارتو نشان داد که دانسیته جریان اعمالی با مقدار تقریبی 78 درصد تاثیرگذارترین عامل در تهیه پوشش نانوکامپوزیتی ppy-nd می-باشد. پوشش¬های اخیر نیز از ساختاری متراکم حاوی نانوذرات برخوردار بوده و عملکرد محافظتی خوبی در مقابل خوردگی از خود نشان می¬دهند.

در میان دامنه وسیع کاربردالکتروشیمی، خوردگی از عواملی است که موجب یکی از پر هزینه ترین مسائل و مشکلات برای مهندسی در صنعت میشود. فرآیندهای خوردگی، عمر اغلب فلزات را محدود میسازند. عمل اصلی خوردگی عبارت است از انحلال آندی فلز که منجر به تشکیل ترکیبات آن میگردد. شرایط خوردگی به دلیل حضور دائمی هوا، آب و رطوبت محیط همواره فراهم بوده و در نتیجه خوردگی امری اجتناب ناپذیر میباشد. مخارج سالان? خوردگی، مبالغ هنگفتی از درآمد جامعه را به خود اختصاص میدهد. در کشور ما هزین? سالان? خوردگی حداقل 140 میلیارد ریال است. راهکارهای زیادی به منظور مهار پدیده خوردگی ارائه شده، که یکی از آنها ایجاد روکشهای مناسب برای فلزات است. روکش کاری یا پوشش دهی یک واژه کلی است که بسته به نوع پوشش و روش انجام این فرآیند به صنایع مختلفی همچون پوشش دهی به روش سل ژل، آندایزینگ، آبکاری با برق و آبکاری بدون برق و غیره تقسیم میشود . یکی از فلزاتی که در عصر حاضر زیاد مورد توجه قرار گرفته است فولاد نرم میباشد که این فلز به خاطر ویژگیهایی همچون هدایت گرمایی بالا، ماشین کاری آسان و مقاومت در مقابل تنش و غیره دارای کاربرد زیادی در صنایع است. از آنجاییکه این فلز نیز مثل بقیه فلزات از امر خوردگی مصون نمیباشد پس راهکارهای زیادی برای مهار این امر تاکنون به کار گرفته شده است

فلز منیزیم و آلیاژ های آن از مواد پر کاربرد هستند که مقاومت پایین در برابرخوردگی، استفاده از آنها را محدود کرده است. یکی از راه های مقابله با این پدیده، استفاده از پوشش های ضد خوردگی است. در این کار پژوهشی پوشش های هیبریدی آلی – معدنی با استفاده از پیش ماده ی معدنی تترا اورتو سیلیکات teos و ماده ی آلی تری اتوکسی متیل سیلان tems به عنوان اصلاح کننده ساختار شبکه پوشش مورد استفاده قرار گرفت. پوشش های غیر هیبریدی آلی، معدنی و نانو کامپوزیت ها به روش سل ژل بر روی فلز منیزیم و آلیاژ آن اعمال می شود. جهت تهیه پوشش های ذکر شده ابتدا پیش ماده ی معدنی را در محیط اسیدی آب و الکل هیدرولیز نموده و بر روی فلز پوشش داده شد. برای تهیه پوشش های هیبریدی، تترا اورتو سیلیکات را به همراه تری اتوکسی متیل سیلان هیدرولیز کرده و بر روی بستر فلزی پوشش داده شد. سپس برای تهیه پوشش های نانو کامیوزیت، به پوشش های هیبریدی، نانو ذرات و بازدارنده اضافه شد. در ادامه برای تأیید فرایند هیدرولیز و تراکم مولکول های سیلان از طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه ft- ir استفاده شد. پوشش های تهیه شده تحت عملیات حرارتی خشک شد. مورفولژی پوشش های تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی sem مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی خواص ضد خوردگی و خود ترمیم بودن بازدارنده های اعمال شده به پوشش ها و همچنین خود پوشش ها از تست های پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک، اسپکتروسکوپی امپدانس الکترو شیمیایی eis در محلول خورنده سدیم کلرید استفاده شد. با بررسی نتایج حاصل مشخص شد که بهترین پوشش زمانی به دست می آید که از نانوذره و بازدارنده با هم استفاده می شود. و در بین بازدارنده های استفاده شده در متیونین با نانوذره مونت موریلونیت بیشترین مقاومت را از خود نشان داد و از خود اثر هم افزایی نشان دادند.

فلزات نانو متخلخل، نانو مواد جالبی هستند، که به خاطر دارابودن تخلخل های نانو، مساحت سطح ویژه بسیار بالایی دارند. ازین روخواص شیمیایی ، فیزیکی و مکانیکی منحصر به فردی خواهند داشت. هدف کلی این پروژه به کارگیری روشی ساده برای تهیه پوشش نانومتخلخلی از مس، در یک شرایط تکرار پذیر است. بدین منظور، آلیاژ برنج، به روش ترسیب الکتروشیمیایی، تهیه شده و در یک محیط اسیدی آلیاژزدایی شده است تا بستر نانومتخلخلی از مس بدست آید. درادامه، یک پوشش نانوکمپوزیتی پلی پیرول- نانوالماس (ppy-nd)، برروی بستر نانومتخلخل و غیر متخلخل (ساده) مس تهیه شده است؛ و در ادامه نانو ذرات sno2 به روش الکتروسنتز تولید و همزمان روی سطح نانو کمپوزیت توزیع شده است .

فلزات نانو متخلخل، نانو مواد جالبی هستند، که به خاطر دارابودن تخلخل های نانو، مساحت سطح ویژه بسیار بالایی دارند. ازین روخواص شیمیایی ، فیزیکی و مکانیکی منحصر به فردی خواهند داشت. هدف کلی این پروژه به کارگیری روشی ساده برای تهیه پوشش نانومتخلخلی از مس، در یک شرایط تکرار پذیر است. بدین منظور، آلیاژ برنج، به روش ترسیب الکتروشیمیایی، تهیه شده و در یک محیط اسیدی آلیاژزدایی شده است تا بستر نانومتخلخلی از مس بدست آید. درادامه، یک پوشش نانوکمپوزیتی پلی پیرول- نانوالماس (ppy-nd)، برروی بستر نانومتخلخل و غیر متخلخل (ساده) مس تهیه شده است؛ و در ادامه نانو ذرات sno2 به روش الکتروسنتز تولید و همزمان روی سطح نانو کمپوزیت توزیع شده است .

در کار پژوهشی حاضر ابتدا پوشش پلی پیرول بر روی بستر مس و فولاد به روش گالوانواستاتیک و ولتامتری چرخه ای با تابش التراسوند سنتز گردید. در ادامه نانوذرات دی اکسید مولیبدن با روش های الکتروشیمیایی مختلف شامل ترسیب پتانسیواستاتیک، گالوانواستاتیک و ولتامتری چرخه‏ای بر روی بستر پلی پیرول سنتز گردید. نتایج بدست آمده از تصاویر میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) نشان داد که پلی پیرول سنتز شده به روش گالوانواستاتیک بر روی فولاد از یکنواختی بیشتری نسبت به مس برخوردار است و تغییر روش سنتز پلی پیرول به ولتامتری چرخه ای مورفولوژی جدیدی نسبت به روش قبل ایجاد کرد. در ادامه به بررسی خواص الکتروکاتالیستی نانوذرات دی اکسید مولیبدن با استفاده از از روش‏های ولتامتری چرخه‏ای و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) پرداخته شد. نتایج بدست آمده از این تکنیک ها نشان دادند که پوشش های پلیمری حاوی نانوذرات در محلول اسیدی متانول خواص الکتروکاتالیتیکی از خوبی از خود نشان می دهد. بیشترین خواص الکتروکاتالیستی مربوط به نانوذرات دی اکسید مولیبدن سنتز شده به روش پتانسیواستاتیک بر روی فولاد پوشش داده شده با پلی پیرول است و در ولتاموگرام مربوطه پیکی با دانسیته جریان ma/cm255 ظاهر شد. در ادامه با بررسی موفولوژی نانوذرات این نتیجه حاصل شد که نانوذراتی تهیه شده با این روش دارای توزیع یکنواخت اندازه و اندازه ذره کوچکتر (30-25 نانومتر) می باشد. طیف امپدانس الکتروشیمیایی جهت مطالعه بیشتر رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای تهیه شده استفاده گردید. داده های بدست آمده از eis موئد خواص الکتروکاتالیستی پوشش های حاوی نانوذره بود. حضور نانوذرات دی اکسید مولیبدن باعث کاهش مقاومت انتقال بار شده که این امر باعث تسهیل در سرعت انتقال بار در واکنش های الکترودی و افزایش خاصیت الکتروکاتالیستی پوشش های حاصل می شود.

مخلوط یکنواخت فلزات کامپوزیتی، اکسی هیدروکسی ها و آلیاژهای آنها درزمینه های بسیاری مثل پوشش های مقاوم به خوردگی، باتری های الکتروشیمیایی، مبدل های انرژی فوتوشیمیایی کاربرد دارند. علاوه بر آن فیلم های اکسید فلزی دسته مهمی از الکتروکاتالیست ها می باشند و اکسید و هیدروکسیدهای کبالت اخیرا به عنوان یکی از اکسید های فلزات واسطه توجه زیادی را درزمینه کاتالیست و خواص الکتروشیمیایی به خود جلب کرده است. سل های سوختی مستقیم متانول بدلیل بازده بالای تبدیل انرژی، آلودگی کمتر محیط زیست، دمای عملکردپایین توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این پروژه ابتدا بسترمسی با ابعاد یک در یک که قبلا مانت سرد گردیده اند را پس از سمباده زنی تا رسیدن به یک سطح صاف و صیقلی و چربی گیری، تحت سونوالکتروپلیمریزاسیون توسط مونومرهای پیرول قرار داده تا یک لایه نازک پلی پیرول بر روی بستر مس آن قرار گیرد. سپس نانوذرات اکسید و اکسی هیدروکسی کبالت به عنوان الکتروکاتالیست به طریق الکتروشیمیایی بر روی بستر پلیمری ترسیب می گردند و پس از بهینه سازی شرایط از نظرph، دما، دانسیته جریان و پتانسیل سنتز، خواص الکتروکاتالیستی نانوذرات اکسید و اکسی هیدروکسی کبالت توسط روش های ولتامتری چرخه ای، کرونوآمپرومتری و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند. مطالعات آنالیز و مورفولوژی سطح به ترتیب با استفاده از روش های اسپکتروسکوپی پراش پرتو ایکس(edx) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)انجام گرفت. نتایج حاصل نشان دادند که نانوذرات کبالت با ابعادی حدود 60 -30 نانومتر با توزیع اندازه یکنواخت به طریق پتانسیواستات و گالوانواستات سنتز گردیدند. نتایج حاصل از ولتامتری چرخه ای و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی نشان دادند که خواص الکتروکاتالیتیکی نانوذرات سنتز شده برروی تک لایه های خودسامان پلی پیرول بدلیل مورفولوژی خاص آن ها بیشتر از نانوذرات سنتزشده بر روی پلی پیرول معمولی می باشد.

دراین پروژه، پلی پیرول به صورت سونوالکتروشیمیایی بر روی بستر مس و استیل به روش گالوانواستات ترسیب شده است. سپس نانوذرات اکسید نیکل بر روی بستر پلیمری با روش های ترسیب الکتروشیمیایی مختلف شامل گالوانواستات و پتانسیواستات سنتز شده است. پوشش پلی پیرولی توسط تکنیک خودآرایی تک لایه ها (sam) و اوراکسیداسیون پلی پیرول با هدف دستیابی به پوشش های حاوی نانوذرات دارای عملکرد الکتروکاتالیستی بالا برای واکنش اکسیداسیون متانول اصلاح گردید. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) نشان می دهد که فرآیندsam و اوراکسیداسیون پلی پیرول، مورفولوژی و ساختار فیلم پلی پیرول را تغییر می دهند و باعث ایجاد نانوذرات بیشتری در ساختار می گردند و خواص الکتروکاتالیستی نیز به تبع آن افزایش یافت. برای ارزیابی فعالیت الکتروکاتالتیکی نانوذرات اکسید نیکل، ولتامتری چرخه ای و کرنوآمپرومتری استفاده گردید. نتایج نشان داد که پوشش های پلیمری حاوی نانوذرات اکسید نیکل، دارای فعالیت الکتروکاتالیستی خوب برای اکسیداسیون اسیدی متانول می باشند. بیشترین فعالیت الکتروکاتالیستی برای نانوذراتی مشاهده شده است که به روش پتانسیواستات بر روی بستر مس اصلاح شده با خودآرایی تک لایه ها و اوراکسیداسیون پلی پیرول (cu/sam/oox-ppy) سنتز شده است و دانسیته جریان پیک ma/cm2 0/24 نشان داده است. براساس نتایج حاصل از sem نانوذرات با اندازهnm 40-20 نوزیع شده اند. طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (edx)نیز درصد وزنی 13/0 نیکل را بر روی لایه سطحی الکترود نشان داده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.