دانلود پروژه: بررسی مکانیزم‌های پسیواسیون و خوردگی‌های موضعی بر روی آلیاژ g-TiAl با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته الکتروشیمیایی

تعداد 149صفحه در فایل word

بررسی مکانیزم‌های پسیواسیون و خوردگی‌های موضعی بر روی آلیاژ g-TiAl با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته الکتروشیمیایی

چکیده

در این تحقیق به بررسی رفتار پسیواسیون و شناسایی فیلم پسیو شکل گرفته بر روی ترکیب بین فلزی گاما تیتانیوم آلومیناید (Ti-51at%Al) در اسید سولفوریک 05/0 مولار پرداخته شده است. از تکنینک‌های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون، کرونوآمپرومتری، ولتامتری چرخه‌ای و امپدانس الکتروشیمیایی برای تعیین رفتار خوردگی و پسیواسیون و از تست متشاتکی برای تعیین خواص الکترونیکی فیلم پسیو و نهایتا از آنالیز طیف نگاری فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) برای تعیین ترکیب فیلم پسیو استفاده شده است. بر اساس نتایج کرونوآمپرومتری، مشخص شد که فیلم پسیو روی آلیاژ g-TiAl  در محدوده پتانسیل 0 تا mV_SCE 2000 مطابق قانون مکعبی رشد می‌کند و در پتانسیل‌های بالاتر مکانیزم رشد به تدریح تبدیل به حالت توانی می‌گردد. نتایج امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که مدار معادل منحنی‌ها دارای دو ثابت زمانی برای حالت خازنی و حالت القایی است که لوپ خازنی فرکانس بالا مربوط به انتقال عیوب در داخل فیلم پسیو در اثر میدان الکتریکی قوی و لوپ القایی در فرکانس‌های میانی مربوط به آزادسازی بار منفی سطح که به موجب انباشتگی جاهای خالی کاتیونی در فصل مشترک فیلم/محلول ایجاد می‌گردد، می‌باشد. بر اساس نتایج حاصل از XPS و EIS میزان ثابت دی‌الکتریک فیلم پسیو آندی، ε، حدود 150 بدست آمد که دلیل آن وجود اکسیدهای مختلف تیتانیوم با درجات اکسیداسیون مختلف و نیز حضور مقادیر عمده اکسید آلومینیوم می‌باشد. همچنین نتایج آنالیز XPS، نسبت آلومینیوم به تیتانیوم در عمق‌های مختلف برای پتانسیل  mV_SCE600+ بیشترین مقدار و برای mV_SCE 1500+ کمترین مقدار را نشان داد. بر اساس نمودار پلاریزاسیون و جریان پایای آندی اینطور نتیجه‌گیری شد که برای فیلم مقاوم‌تر که جریان آندی آن کم‌تر است میزان اکسید تیتانیوم بیشتر و اکسید آلومینیوم کمتری است.

مشخص شد که لایه اکسیدی مانند یک نیمه‌هادی نوع n  عمل می‌کند و غلظت دهنده­های محاسبه شده توسط تست متشاتکی از بزرگی cm^-3 10¹⁹ بدست آمد که اندکی بزرگتر از آنچه برای فیلم تشکیل شده بر روی تیتانیوم محاسبه شده است می‌باشند. این مقادیر نشان داد که فیلم دارای هدایت بهتری نسبت به فیلم تشکیل شده روی تیتانیوم است و این فیلم تا پتانسیل‌های بیش از  mV_SCE 5000+ مقاومت خود را حفظ کرده و دچار شکست نمی‌شود.

واژگان کلیدی: گاما تیتانیوم آلومیناید (γTiAl)، خوردگی، پسیواسیون، EIS، XPS