%34تخفیف

دانلود پروژه: ایجاد پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم بر روی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA و بررسی رفتار خوردگی آن در محیط سدیم کلرید 5/3%

تعداد 89 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد

ایجاد پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم بر روی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA و بررسی رفتار خوردگی آن در محیط سدیم کلرید 5/3%

چکیده

یکی از جایگزین‌های پوشش‌های تبدیلی کروماته که سمی وسرطان‌زا هستند پوشش‌های تبدیلی با پایه عناصر نادر خاکی است که در این راستا در تحقیق حاضر به بررسی امکان ایجاد پوشش تبدیلــی با پایه لانتانیــوم بر روی آلیـاژ آلومینیــوم 3T-2024AA با استفاده از دو نوع روش آماده‌سازی اسیدی و آماده‌سازی قلیائی به همراه عملیات دوده‌زدائی اسیدی پرداخته شد که رفتار خوردگی پوشش حاصله در محیط سدیم کلرید 5/3% مورد ارزیابی قرار گرفت.

برای بررسی مراحل ایجاد پوشش از روش پایش پتانسیل مدار باز نمونه به هنگام غوطه‌وری در محلول پوشش نسبت به الکترود مرجع کالومل اشباع استفاده شد. پوشش‌های بدست آمده، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شده و ترکیب و ساختار فازی آنها بترتیب با استفاده از EDS و GIXRD مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص خوردگی پوشش با استفاده از روش‌های طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیائی و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک بررسی شد. برای تشریح رفتار خوردگی پوشش مذکور مدار معادلی بر اساس اندازه‌گیری‌های صورت گرفته ارائه شد.

نتایج نشان دادند که روش آماده‌سازی اسیدی نسبت به روش آماده‌سازی قلیائی شرایط مناسب‌تری را برای ایجاد پوشش فراهم می‌کند و مدت زمان آماده‌سازیِ 1 دقیقه و 30 ثانیه بهترین مدت زمان آماده‌سازی اسیدی از لحاظ ایجاد شرایطی مناسب برای دست‌یابی به پوششی یکنواخت، بدون ریختگی و دارای مقاومت به خوردگی خوب نسبت به سایر مدت زمان‌های آماده‌سازی اسیدی است. در ضمن، ترکیب پوشش حاصله مخلوطی از فازهای ₃O₂La، AlO، ₂CuAlO و ₄O₂MgAl تشخیص داده شد و ضخامت پوشش 22 میکرون تخمین زده شد. طبق آزمایش‌های خوردگی نیز مشخص شد که پوشش مذکور تک لایه بوده و قادر است تا مقاومت به خوردگی آلیاژ را 17 برابر زیادتر کند.

کلید واژه‌ها: آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA، پوشش تبدیلی، لانتانیوم، عملیات آماده‌سازی، مقاومت به خوردگی.

دسته: فنی و مهندسی, مهندسی مواد برچسب: پوشش تبدیلی, عملیات آماده‌سازی, کلید واژه‌ها: آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA, لانتانیوم, مقاومت به خوردگی.دانلود-پروژه-پایان نامه-کارشناسی-ارشد-فایل ناب

توضیحات

فهرست مطالب

فصل اول : مقدمه. 1

1-1- مقدمه. 2

فصل دوم : مروری بر منابع.. 4

2-1- آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA.. 5

2-1-1- ریزساختار آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA.. 6

2-1-2- رفتار خوردگی آلیاژ 3T-2024AA.. 7

2-2- کنترل خوردگی.. 12

2-2-1- پوشش تبدیلی.. 12

2-3- کروماته‌کاری.. 13

2-3-1- کروماته‌کاری آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA.. 14

2-3-2- مقاومت به خوردگی پوشش‌های کروماته بر روی آلیاژهای سری xxx2 آلومینیوم. 15

2-3-3- اثرات زیست محیطی کروماته و جایگزین‌های آن.. 16

2-4- پوشش‌های با پایه فلزات نادر خاکی بر روی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA.. 16

2-4-1- پوشش‌دهی توسط محلول‌های حاوی نمک‌های سریم بر روی آلیاژ 3T-2024AA.. 17

2-4-2- پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم. 20

2-4-3- عملیات تکمیلی (آب‌بندی) 22

2-5- طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیائی.. 23

2-5-1- تئوری طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیائی.. 25

2-5-2- عنصر فاز ثابت یا CPE.. 26

2-5-3- امپدانس واربرگ و کنترل نفوذی.. 26

فصل سوم : مواد و روش تحقیق… 29

3-1- نمونه مورد استفاده در تحقیق.. 30

3-2- آماده‌سازی نمونه‌ها 32

3-3- فرایند پوشش‌دهی.. 32

3-4- پایش پتانسیل مدار باز به هنگام پوشش‌دهی.. 33

3-5- بررسی ریزساختار پوشش…. 33

3-6- ضخامت‌سنجی پوشش…. 34

3-7- بررسی رفتار خوردگی.. 35

3-8- روند کارهای صورت گرفته. 37

فصل چهارم : نتایج وبحث…. 38

4-1- تأثیر نوع عملیات آماده‌سازی بر تشکیل پوشش…. 39

4-2- تأثیر مدت زمان آماده‌سازی اسیدی.. 43

4-2-1- تأثیر مدت زمان آماده‌سازی اسیدی بر مشخصات سطحی آلیاژ قبل از پوشش‌دهی.. 43

4-2-2- تأثیر مدت زمان آماده‌سازی اسیدی بر پتانسیل مدار باز آلیاژ به هنگام پوشش‌دهی.. 44

4-2-3- تأثیر مدت زمان آماده‌سازی اسیدی بر تشکیل پوشش و مورفولوژی آن.. 46

4-2-4- تأثیر مدت زمان آماده‌سازی اسیدی بر مقاومت به خوردگی پوشش بدست آمده 47

4-3- انتخاب مدت زمان آماده‌سازی بهینه. 49

4-4- بررسی مراحل پوشش‌دهی.. 49

4-5- بررسی مشخصات ظاهری و ریزساختاری پوشش…. 54

4-5-1- رنگ پوشش…. 54

4-5-2- مورفولوژی سطح پوشش…. 54

4-5-3- بررسی ضخامت پوشش…. 56

4-5-4- آنالیز ترکیب شیمیائی و ساختار فازی پوشش…. 57

4-6- بررسی رفتار خوردگی پوشش…. 58

4-6-1- طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیائی.. 58

4-6-2- پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک…. 62

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها 64

4-7- نتیجه‌گیری.. 65

4-8- پیشنهاد‌ها 66

مراجع.. 67

پیوست…. 77

فهرست شکلها

شکل ‏2‑1 سازه‌های داخلی هواپیما شامل صفحات و قطعات اکسترودی از جنس آلیاژهای xxx2 مثل 2024، 2124 و 2618 است. ورق‌های مربوط به بدنه هواپیما نیز امکان دارد از جنس آلیاژ 2618 یا 2024ای که با آلومینیوم خالص روکش کاری مکانیکی شده، باشد. 5

شکل ‏2‑2 در ساخت کامیون‌های کمپرسی سنگین، تانکرهای کامیون‌ها و تریلرها از قطعات اکسترودی آلیاژهای سری xxx2 آلومینیوم استفاده می‌شود. 6

شکل ‏2‑3 مقاومت به خوردگی آلیاژهای کارپذیر آلومینیوم نسبت به هم. 8

شکل ‏2‑4 سلسله مراتب خوردگی موضعی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA در محلول 1/0 مولار سدیم کلرید در دمای محیط. 9

شکل ‏2‑5 الف) پروفیل خطی عنصری آلومینیوم، مس و منیزیم از روی یک فاز S. ب) آنالیز عنصری به روش روبش خطی از یک فاز S بعد از قرارگیری در محلول خورنده که حل شدن آلومینیوم و منیزیم را نشان می‌دهد. قابل ذکر است سیگنال‌های ناشی از منیزیم ده برابر شده است. 9

شکل ‏2‑6 شماتیکی از مکانیزم توزیع مجدد مس بخاطر حل شدن فازهای بین فلزی بزرگتر CUMg₂Al و Cu₂Al. 10

شکل ‏2‑7 الف) تصویر حاصل از الکترون‌های ثانویه که فاز S بجا مانده (پائین چپ) و حفره بوجود آمده در اطراف آن (مرکز) و فاز زمینه (بالا راست) را نشان می‌دهد. اطراف حفره توسط محصولات خوردگی پوشیده شده است. ب) تصویر حاصل از الکترونهای برگشتی متناسب با تصویر 2-5 ب که نشان‌دهنده وجود رشته‌های مسی با ابعادی در حدود 10 نانومتر که در جهت‌های مرجح کل محیط حفره را پوشانده‌اند. 11

شکل ‏2‑8 الف) فاز Al-Cu-Fe-Mn. ب) فاز Al-Cu-Mg که حل شده است. ج) فاز Al-Cu-Mg که دست نخورده باقی مانده. د) زمینه آلومینیومی . 15

شکل ‏2‑9 نمودار پوربه سریم-آب در دمای 25 درجه سانتیگراد. 17

شکل ‏2‑10 تصـــاویر میکروسکـــوپ الکترونی روبشــی از پوشش تبدیلی با پایه ســـریم بر روی الف) آلیاژ 3T-2024AA ، ب) آلیاژ 5083AA و ج) آلیاژ 6T-7075AA. 19

شکل ‏2‑11 نمودار پوربه برای سیستم لانتانیوم – آب. 20

شکل ‏2‑12 تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم بر روی الف) آلیاژ Li8-Mg ب) فولاد گالوانیزه ج) برنج د) آلیاژ آلومینیوم کامپوزیتی SiCp/380A. 21

شکل ‏2‑13تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از پوشش تبدیلــی با پایه سریم بر روی آلیــاژ آلومینیـــوم 3T-2024AA بعد از عملیات آب‌بندی در دمای 85 درجه سانتیگراد. الف) بعد از 10 ثانیه انجام عملیات آب‌بندی. ب) بعد از 30 ثانیه. ج) بعد از 2 دقیقه. د) بعد از 10 دقیقه. تصاویر حاکی از کاهش میزان ترک‎ها در زمان‌های بیشتر 30 ثانیه عملیات آب‌بندی است. 23

شکل ‏2‑16 پاسخ نایکوئیست امپدانس واربرگ خالص. 27

شکل ‏2‑17مدار معادل رندلز دارای واربرگ و پاسخ نایکوئیست آن. 27

شکل ‏3‑1 تصویر ریزساختار سطح آلیاژ مورد استفاده، الف) حاصل از میکروسکوپ نوری با بزرگنمائی x1000 ب) حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی. 30

شکل ‏3‑2 نتایج حاصل از آنالیز EDS در حالت نقشه‌ای از سطح آلیاژ الف) تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی حاصله از الکترون‌های برگشتی از سطح آلیاژ ب) آنالیز EDS نقشه‌ای از آلومینیوم ج) آنالیز EDS نقشه‌ای از منیزیم د) آنالیز EDS نقشه‌ای از مس. 31

شکل ‏3‑3 نحوه آماده‌سازی نمونه پوشش داده شده برای بررسی ضخامت پوشش. 34

شکل ‏3‑4 سل الکتروشیمیائی مورد استفاده جهت بررسی رفتار خوردگی نمونه‌ها 36

شکل ‏3‑5 روند کارهای تجربی صورت گرفته. 37

شکل ‏4‑1 تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطوح پوشش داده شده بعد از آماده‌سازی ذکر شده در بند الف بخش 3-2. الف) در محلول پوشش‌دهی با pH 91/1 و دمای محیط. ب) در محلول پوشش‌دهی با pH 91/1و دمای 60 درجه سانتیگراد. ج) در محلول پوشش‌دهی با pH5/4 و دمای محیط. 39

شکل ‏4‑2 تصویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح پوشش داده شده بمدت 40 دقیقه بعد از آماده‌سازی ذکر شده در بند ب بخش 3-2 بمدت 30 ثانیه که منجر به تشکیل پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم شده است. 40

شکل ‏4‑3 سطح آلیاژ بعد از 30 ثانیه آماده‌سازی در محلول اسیدی. 42

شکل ‏4‑4 تأثیر مدت زمان عملیات آماده‌سازی اسیدی بر تغییرات سطح. الف) بعد از 30 ثانیه آماده‌سازی در محلول اسیدی ب) بعد از 1 دقیقه آماده‌سازی در محلول اسیدی ج) بعد از 1 دقیقه و 30 ثانیه آماده‌سازی در محلول اسیدی د) بعد از 2 دقیقه آماده‌سازی در محلول اسیدی. 43

شکل ‏4‑5 تأثیر مدت زمان عملیات آماده‌سازی اسیدی بر پتانسیل مدار باز نمونه‌ها به هنگام پوشش‌دهی (قابل ذکر است که پیکان‌ها مدت زمان آماده‌سازی اسیدی را بر روی نمونه‌ها نشان می‌دهند). 45

شکل ‏4‑6 تأثیر مدت زمان آماده‌سازی اسیدی بر تشکیل پوشش. الف) تشکیل پوشش بعد از 30 ثانیه آماده‌سازی در محلول اسیدی ب) بعد از 1 دقیقه آماده‌سازی در محلول اسیدی ج) بعد از 1 دقیقه و 30 ثانیه آماده‌سازی در محلول اسیدی د) بعد از 2 دقیقه آماده‌سازی در محلول اسیدی. 47

شکل ‏4‑7 نتایج حاصل از آزمایش خوردگی در محیط سدیم کلرید 5/3% الف) نمودارهای نایکوئیست برای نمونه‌های پوشش داده شده در زمان‌های آماده‌سازی مشخص شده. ب) نمودارهای پلاریزاسیون برای نمونه‌های پوشش داده شده در زمان‌های آماده‌سازی مشخص شده. 48

شکل ‏4‑8 نمودار تغییرات پتانسیل مدار باز نمونه در حین پوشش‌دهی با مدت زمان آماده‌سازی 1 دقیقه و 30 ثانیه نسبت به الکترود مرجع کالومل اشباع به هنگام انجام فرایند پوشش‌دهی. 50

شکل ‏4‑9 الف) تصویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از ریزساختار نمونه بعد از 7 دقیقه پوشش‌دهی. ب) آنالیز EDS نقشه‌ای از لانتانیوم ج) آنالیز EDS نقشه‌ای از مس د) آنالیز EDS نقشه‌ای از آلومینیوم ه) آنالیز EDS نقشه‌ای از منیزیم و) آنالیز EDS نقشه‌ای از اکسیژن. 51

شکل ‏4‑10 الف) تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاصل از مرحله سوم ب) تصویر میکروب الکترونی روبشی از نمونه حاصل از مرحله چهارم. 53

شکل ‏4‑11شماتیکی از مراحل انجام فرایند پوشش‌دهی با پایه لانتانیوم بر روی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA. الف) نشانگر شرایط سطحی آلیاژ بعد عملیات آماده‌سازی در لحظه ورود به محلول پوشش‌دهی. ب) سطح آلیاژ در انتهای مرحله اول که لایه‌های اکسیدی حل می‌شود. ج) نشان‌دهنده سطح آلیاژ در مرحله دوم که با رسوب هیدروکسید لانتانیوم در مناطق کاتدی مواجه هستیم. د) نشان ‌دهنده مرحله سوم که اکثر نواحی سطح آلیاژ پوشش یافته ه) نشان‌دهنده مرحله چهارم که دیگر کل سطح پوشش یافته است. 53

شکل ‏4‑12تصویری از پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم بر روی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA(بعد از آماده‌سازی نمونه به مدت 1 دقیقه و 30 ثانیه در محلول اسید کلریدریک 30% حجمی و پوشش‌دهی به مدت 1 ساعت و 28 دقیقه).. 54

شکل ‏4‑13تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح پوشش(بعد از آماده‌سازی نمونه به مدت 1 دقیقه و 30 ثانیه در محلول اسید کلریدریک 30% حجمی و پوشش‌دهی به مدت 1 ساعت و 28 دقیقه). الف) نشانگر پوششی یکنواخت که سطح را بطور کامل پوشانده. ب) تصویری با بزرگنمائی بالاتر از ناحیه انتخاب شده از تصویر الف که نشان‌دهنده شبکه‌ای از ترک در ساختار پوشش است. ج) تصویری با بزرگنمائی بالاتر از ناحیه انتخاب شده از تصویر ب که نشان‌دهنده ساختار پوشش با کریستال‌های کوچکتر از 50 نانومتر است. 55

شکل ‏4‑14تصویری از سطح مقطع پوشش(بعد از آماده‌سازی نمونه به مدت 1 دقیقه و 30 ثانیه در محلول اسید کلریدریک 30% حجمی و پوشش‌دهی به مدت 1 ساعت و 28 دقیقه). 56

شکل ‏4‑15 آنالیز EDS از پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم (بعد از آماده‌سازی نمونه به مدت 1 دقیقه و 30 ثانیه در محلول اسید کلریدریک 30% حجمی و پوشش‌دهی به مدت 1 ساعت و 28 دقیقه) بر روی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA. 57

شکل ‏4‑16آنالیز پراش پرتو ایکس (GIXRD) از سطح پوشش (بعد از آماده‌سازی نمونه به مدت 1 دقیقه و 30 ثانیه در محلول اسید کلریدریک 30% حجمی و پوشش‌دهی به مدت 1 ساعت و 28 دقیقه). 58

شکل ‏4‑17نمودارهای امپدانس برای نمونه با پوشش (بعد از آماده‌سازی نمونه به مدت 1 دقیقه و 30 ثانیه در محلول اسید کلریدریک 30% حجمی و پوشش‌دهی به مدت 1 ساعت و 28 دقیقه) و بدون پوشش الف) نمودارهای نایکوئیست برای نمونه با پوشش و بدون پوشش که در پائین سمت راست داده‌های مربوط به محدوده فرکانس بالا با بزرگنمائی بالا نشان داده شده است. ب) نمودارهای بُد برای نمونه‌های با پوشش و بدون پوشش. 59

شکل ‏4‑18 الف) مدار معادل استفاده شده برای پوشش تبدیلی با پایه لانتانیوم بعد از یک ساعت و 20 دقیقه غوطه‌وری در محلول نمک طعام 5/3%. ب-د) نمودارهای امپدانس حاصل از داده‌های تجربی و داده‌های مدل پیشنهادی. 61

شکل ‏4‑19 منحنی‌های پلاریزاسیون مربوط به نمونه‌های بدون پوشش و با پوشش (بعد از آماده‌سازی نمونه به مدت 1 دقیقه و 30 ثانیه در محلول اسید کلریدریک 30% حجمی و پوشش‌دهی به مدت 1 ساعت و 28 دقیقه). 62

فهرست جدول‌ها

جدول ‏2‑1 توزیع فازهای با اندازه بزرگتر از 2/0 میکرون در سطح آلیاژ 3T-2024AA. 7

جدول ‏2‑2 پتانسیل محلول الکترولیتی آلیاژ آلومینیوم 2024 در دمای 25 نسبت به الکترود کالومل 1/0 نرمال در محلول آبی شامل 53 گرم نمک طعام و 3 گرم آب اکسیژنه بر لیتر برای انواع حالات تمپر این آلیاژ. 11

جدول ‏2‑3 جدول عناصر مدار. 25

جدول ‏3‑1 ترکیب شیمیائی آلیاژ آلومینیوم 3T-2024AA حاصل از آزمون کوانتومتری. 30

جدول ‏3‑2 ترکیب محلول پوشش…. 32

جدول ‏4‑1 نتایج حاصل از آنالیز EDS بر روی پوشش…. 57

جدول ‏4‑2 مقدار المان‌های بکار برده شده در مدار. 61

جدول ‏4‑3 پارامترهای الکتروشیمیائی بدست آمده از منحنی‌های پلاریزاسیون. 62

امتیاز 0 از 5 از 0 دیدگاه

قیمت اصلی 35,000 تومان بود.قیمت فعلی 23,000 تومان است.

تاریخ ایجاد دی 28, 1399
تاریخ بروزرسانی اسفند 13, 1401
فروش 2
دیدگاه 0

شرایط استفاده از محصول

تمام محصولات به ازای پرداخت پروژه تنها قابل استفاده می باشند. این بدین معنی است که برای استفاده از یک یا چند محصول ، لازم به خرید آن محصول است.

مزایای خرید این محصول:

دسترسی به فایل به صورت همیشگی
پشتیبانی رایگان
پشتیبانی 24 ساعته محصول
بازگشت وجه در صورت عدم رضایت مشتری

مشاهده قوانین سایت