دانلود پروژه:بررسی اثر نانو ذرات آهن عامل­دار شده با ملامین و عامل پخت دی اول بر پایه آزوزانتون بر خواص  ضد خوردگی رزین اپوکسی 

عنوان                                              صفحه         

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………1

فصل اول: مقدمه وتئوری……………………………………………………………………………………………………………………2

• مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………..2

1-2- تعریف خوردگی……………………………………………………………………………………………………………………….3

• روش‌های کنترل خوردگی………………………………………………………………………………………………………4

• اهمیت مقابله با خوردگی………………………………………………………………………………………………………..4

• واکنش‌های خوردگی ……………………………………………………………………………………………………………..5

1-5-1- نیم واکنش …………………………………………………………………………………………………………..5

1-5-2- نیم واکنش آندی …………………………………………………………………………………………………6

1-5-3- نیم واکنش کاتدی ……………………………………………………………………………………………….7

1-5-4- واکنش الکتروشیمیایی دو طرفه…………………………………………………………………………..8

• نکات مهم در بررسی خوردگی الکتروشیمیایی………………………………………………………………………9

1-6-1-pH …………………………………………………………………………………………………………………………9

1-6-2- قانون فارادی………………………………………………………………………………………………………….9

1-6-3- واحدهای بیان سرعت خوردگی………………………………………………………………………….10

1-7- مکانیزم خوردگی الکتروشیمیایی………………………………………………………………………………………….10

1-8- انواع خوردگی………………………………………………………………………………………………………………………..12

1-8-1 – خوردگی یکنواخت……………………………………………………………………………………………12

1-8-2- خسارت هیدروژنی………………………………………………………………………………………………13

1-8-3- خوردگی گالوانیکی……………………………………………………………………………………………..13

1-8-4- خوردگی شیاری………………………………………………………………………………………………….13

1-8-5- خوردگی بین دانه‌ای ………………………………………………………………………………………….14

1-8-6- جدایش انتخابی …………………………………………………………………………………………………14

1-8-7- خوردگی فرسایشی……………………………………………………………………………………………..14

1-8-8- خوردگی همراه با تنش………………………………………………………………………………………15

1-8-9- خوردگی حفره‌دار شدن……………………………………………………………………………………..15

1-9- پوشش‌دهی ………………………………………………………………………………………………………………………….15

1-10- رزین‌های اپوکسی……………………………………………………………………………………………………………….16

1-10-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………….16

1-10-2- اپوکسی…………………………………………………………………………………………………………….19

1-10-3- کاربرد اپوکسی…………………………………………………………………………………………………19

1-10-4- انواع کف پوش‌های اپوکسی…………………………………………………………………………….20

1-10-5- مزایای روکش صنعتی اپوکسی……………………………………………………………………….20

1-10-6- ویژگي‌های رزین اپوکسی………………………………………………………………………………..21

1-11- تعریف کامپوزیت………………………………………………………………………………………………………………..21

1-11-1- انواع کامپوزیت‌ها بر اساس نوع زمینه……………………………………………………………..22

1-11-1-1- کامپوزیت‌های زمینه پلیمری …………………………………………………………………….22

1-11-1-2- کامپوزیت زمینه فلزی ……………………………………………………………………………….22

1-11-1-3- کامپوزیت­های زمینه سرامیکی…………………………………………………………………..23

1-11-2- نانوکامپوزیت……………………………………………………………………………………………………23

1-11-3- نانوکامپوزیت‌های پلیمری……………………………………………………………………………….23

1-11-4- نانو ذرات ………………………………………………………………………………………………………..24

1-11-5- کاربرد نانو ذرات ……………………………………………………………………………………………..24

1-11-5-1- ذخیره اطلاعات ………………………………………………………………………………………….24

1-11-5-2- فرو سیال‌ها (محلول‌های مغناطسی)…………………………………………………………..24

1-11-5-3- نانو کامپوزیت‌های مغناطيسی ……………………………………………………………………25

1-11-5-4- دارو رسانی هدفمند ……………………………………………………………………………………25

1-11-5-5- پوشش‌ها………………………………………………………………………………………………………26

1-11-6- نانو ذرات آهن…………………………………………………………………………………………………..26

1-12- فولاد……………………………………………………………………………………………………………………………………27

1-12-1- فولادهای کم آلیاژ……………………………………………………………………………………………28

1-12-2- خوردگی فولادهای کربنی در آب دریا…………………………………………………………….28

1-12-3- فولاد مورد استفاده در این پژوهش…………………………………………………………………30

1-13- هدف از تحقیق……………………………………………………………………………………………………..31

فصل دوم : بخش تجربی…………………………………………………………………………………………………………………32

2-1- لوازم و دستگاه‌های مورد استفاده…………………………………………………………………………………………32

2-2- مواد شیمیایی ………………………………………………………………………………………………………………………33

2-3- تهیه محلول‌های  مورد نیاز…………………………………………………………………………………………………..33

2-3-1- محلول هیدروکلریک اسید یک مولار………………………………………………………………..33

2-3-2- محلول نمک سدیم کلرید 5/3%…………………………………………………………………………33

2-4-  سنتز 7،2- بیس [4- هیدروکسی فنیل آزو ] زانتون  ………………………………………………………34

2-5- سنتز نانو ذرات مغناطیسی عامل‌دار   Fe₃O₄……………………………………………………………………..35

2-6- آماده سازی نمونه فولاد کورتن…………………………………………………………………………………………….36

2-7- آماده سازی نمونه…………………………………………………………………………………………………………………36

2-7-1- تهیه پوشش اپوکسی با دی‌اول بر پایه زانتون (Azo-DHX)…………………………..36

2-7-2- تهیه پوشش محافظ اپوکسی دی‌اول بر ­پایه زانتون و اپوکسی دی­اول بر­ پایه زانتون دارای نانو ذره ملامین‌دار……………………………………………………………………………………………………………..37

2-7-3- بررسی کاهش وزن تیغه فولاد کورتنی……………………………………………………………..37

2-7-4- بررسی کاهش وزن پوشش محافظ اپوکسی دی‌اول بر ­پایه زانتون و اپوکسی دی­اول بر ­پایه زانتون دارای نانو ذره ملامین‌دار……………………………………………………………………………………….38

2-8- چگونگی انجام مطالعات خوردگی به کمک آزمون‌های الکتروشیمیایی………………………………38

2-8-1- قسمت تجربي پژوهش ……………………………………………………………………………………..38

فصل سوم: بحث و نتیجه­گیری……………………………………………………………………………………………………….40

3-1- شناسایی مونومر7،2- بیس[4- هیدروکسی فنیل آزو] زانتون(Azo-DHX)……………………..41

3-2- انواع گوناگون محیط‌های خوردگی………………………………………………………………………………………43

3-3- بررسي خوردگي فولاد كورتني در محيط سديم كلريد 5/3%………………………………………………43

3-3-1- ارزيابي خوردگي فولاد BCS در آب نمك…………………………………………………………43

3-3-2- ارزيابي و مقايسه خوردگي فولادهاي داراي پوشش‌هاي اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون و اپوکسی دی­اول بر ­پایه زانتون دارای نانو ذره ملامين‌دار در محلول آب نمك………………………………46

3-4- بررسي خوردگي فولاد كورتني در آب دريا………………………………………………………………………….49

3-4-1- ارزيابي خوردگي فولاد BCS در آب دريا………………………………………………………….50

3-4-2- ارزيابي و مقايسه خوردگي فولادهاي داراي پوشش‌هاي محافظ اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون و اپوکسی دی­اول بر ­پایه زانتون دارای نانو ذره ملامين‌دار در محلول آب دريا…………………52

3-5- بررسي خوردگي فولاد BCS در محلول هيدروكلريك اسيد يك‌ مولار ……………………………..54

3-5-1- ارزیابی خوردگي فولاد BCS در محلول هيدروكلريك اسيد يك‌ مولار……………54

3-5-2- ارزيابي و مقايسه خوردگي فولادهاي داراي پوشش‌هاي اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون و اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون دارای نانو ذره ملامين‌دار درHCl 1M …………………………………………..56

3-6- مقايسه ميزان خوردگی فولاد مورد مطالعه در آب نمك، آب دریا و هیدروکلریک اسید……58

3-7- بررسی خوردگی فولاد کورتني از راه محاسبه کاهش وزن………………………………………………….59

3-7-1- اندازه گیری کاهش وزن نمونه در آب دریا………………………………………………………..60

3-8- بحث و نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………….61

3-9- پیشنهادها …………………………………………………………………………………………………………………………….61

فهرست منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………..62

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………………………………….66

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                   صفحه

شكل­1-1- خوردگي مربوط به قطعات و صنايع……………………………………………………………………………………………..5

شكل­1-2- نيم واكنش آندي…………………………………………………………………………………………………………………………..6

شكل­1-3- احیاءِ H⁺ به وسیله فلز آهن………………………………………………………………………………………………………….7

شكل­1-4- واكنش الكتروشيميايي دوطرفه……………………………………………………………………………………………………8

شكل­1-5 نمايي از چگونگي انجام واكنش خوردگي فلز روي در محيط اسيد كلريدريك داراي اكسيژن….11

شكل­3-1- طيف FT-IR 7،2- بيس ]4- هيدروكسي فنيل آزو[ زانتون…………………………………………………..41

شكل­3-2- طيف ¹H NMR تركيب 2،7- بيس ]4- هيدروكسي فنيل آزو[ زانتون………………………………….42

شكل­3-3- طيف ¹³CNMR تركيب 2،7- بيس ]4- هيدروكسي فنيل آزو[ زانتون………………………………….42

نمودار­3-4- نمودار پلاريزاسيون خطي براي BCS در محيط  NaCl­5/3%…………………………………………………45

نمودار­3-5- نمودار تافل مربوط به فولاد BCS، در محیط ­ NaCl­5/3%……………………………………………………..45

نمودار­3-6- ­نمودار تافل پوشش اپوكسي­ دي‌اول بر­پايه­ زانتون (Azo-DHX)­ در­محيطNaCl­ 5/3%…………47

نمودار­3-7- نمودار تافل پوشش محافظ اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون (Azo-DHX) و نانو ذره ملامين‌دار در محيط  NaCl­5/3%……………………………………………………………………………………………………………………………………….47

نمودار­3-8- مقايسه نمودارهاي BCS و پوشش محافظ اپوكسي دي‌اول بر پايه زانتون (Azo-DHX) در محيط Nacl­ 5/3% …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 49

نمودار­3-9- نمودار مقاومت پلازيراسيون خطي BCS در محيط آب دريا………………………………………………….51

نمودار­3-10- نمودار تافل فلز BCS در محيط آب دريا……………………………………………………………………………..51

نمودار­3-11- نمودار تافل پوشش اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون (Azo-DHX) در محيط آب دريا…………52

نمودار3-12- نمودار تافل پوشش محافظ اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون (Azo-DHX) و نانو ذره ملامين‌دار در آب دريا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………53

نمودار­3-13- مقايسه مقاومت به خوردگي نمودار‌هاي BCS و پوشش محافظ اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون (Azo-DHX) و نانو ذره ملامين‌دار در آب دريا………………………………………………………………………………………….53

نمودار­3-14- نمودار مقاومت پلازيراسيون خطي BCS در هيدروكلريك اسيد يك‌ مولار………………………..55

نمودار­3-15- نمودار تافل BCS در هيدروكلريك اسيد يك مولار…………………………………………………………….55

نمودار­3-16- نمودار تافل پوشش اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون (Azo-DHX) در هيدروكلريك اسيد يك مولار……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..56

نمودار­3-17- نمودار تافل پوشش محافظ اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون (Azo-DHX) و نانو ذره ملامين‌دار در هيدروكلريك اسيد يك مولار………………………………………………………………………………………………………………….57

نمودار­3-18- مقايسه مقاومت به خوردگي نمودار‌هاي BCS و پوشش محافظ اپوكسي دي‌اول بر­پايه زانتون (Azo-DHX) و نانو ذره ملامين‌دار در هيدروكلريك اسيد يك مولار………………………………………………………..57

نمودار­3-19- مقايسه مقاومت به خوردگي نمودار‌هاي BCS در محيط آب دريا،كلريد سديم 5/3% و هيدروكلريك اسيد يك مولار………………………………………………………………………………………………………………………59

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                       صفحه

جدول 1-1- تغييرات سرعت خوردگي در طي چند سال پی درپی……………………………………………………………29

جدول 1-2- تركيب شيميايي فولاد كورتنB، مقدار عناصر بر حسب درصد وزني است……………………………30

جدول 3-1- نتایج آزمون‌های پلاریزاسیون و نتایج محاسبات خوردگی فولادهای BCS و پوشش محافظ اپوکسی دی اول بر پایه زانتون (Azo-DHX) و نانو ذره ملامین­دار در محیط كلريد سديم 5/3% …………..48

جدول 3-2- نتايج آزمون‌هاي پلاريزاسيون و سرعت خوردگي فولاد بدون پوشش و پوشش داده شده با اپوكسي در آب دریا…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 53

جدول 3-3- نتايج آزمون‌هاي پلاريزاسيون و سرعت خوردگي براي فولاد برهنه و پوشش داده شده با رزين اپوكسي در هیدروکلریک اسید یک مولار…………………………………………………………………………………………………….58

فهرست شمای‌ها

عنوان                                                             صفحه

شمای 1-1: تعدادی از واکنش‌های آندی …………………………………………………………………………………………………….. 6

شمای 1-2: واکنش احیاءِ یون هیدروژن …………………………………………………………………………………………………….. 7

شمای 1-3: واکنش احیاءِ اکسیژن ………………………………………………………………………………………………………………. 7

شمای 1-4: واکنش آندی-کاتدی آهن در محیط اسیدی ………………………………………………………………………….. 8

شمای 1-5: رابطه لگاریتمی pH­ وغلظت H⁺ ……………………………………………………………………………………………… 9

شمای 1-6: رابطه غلظت یون­های H⁺ و OH^–……………………………………………………………………………………………… 9

شمای 1-7: قانون فارادی …………………………………………………………………………………………………………………………….10

شمای 1-8­: جرم فلز خورده شده بنابر قانون فاراده ……………………………………………………………………………………10

شمای1-9­: واکنش الکتروشیمیایی روی در محیط اسید HCl ………………………………………………………………… 11

شمای 1-10: نیم واکنش های اکسیداسیون واحیاءِ روی درمحیط H⁺ ……………………………………………………..11

شمای 1-11: فراورده رزین اپوکسی به دست آمده از واکنش بیس- فنول ای با اپی کلروهیدرین ………… 17

شمای 2-1: روش سنتز  Azo-DHX ………………………………………………………………………………………………………. 34

شمای 2-2: نانوذرات مغناطیسی عامل­دار Fe₃O₄ ……………………………………………………………………………………. 35

شمای 3-1: فرمول مقاومت پلاریزاسیون ………………………………………………………………………………………………….. 44

شمای 3-2: معادله استرن گری ………………………………………………………………………………………………………………… 44

شمای 3-3: رابطه سرعت خوردگی برحسب واحد میل در سال…………………………………………………………………44

شمای 3-4: محاسبه بازده حفاظت  (%P_EF) ……………………………………………………………………………………………. 46

شمای 3-5: فرمول محاسبه کاهش وزن …………………………………………………………………………………………………… 60

 

 

فهرست نشانه‌های اختصاری

فارسی                                                                                                       علامت اختصاری

میلی‌گرم بر دسی‌متر‌مربع در روز………………………………………………………………………………………………………….. MDD

یک میل در سال…………………………………………………………………………………………………………………………………….. MPY

اینچ در سال……………………………………………………………………………………………………………………………………………… IPY

فولاد‌های در معرض هوا……………………………………………………………………………………………………………………………. WS

انجمن آمریکایی برای آزمایش مواد……………………………………………………………………………………………………. ASTM

فولاد کورتنی برهنه…………………………………………………………………………………………………………………………………. BCS

الکترود کالومل اشباع………………………………………………………………………………………………………………………………. SCE

2،7- بیس[4- هیدروکسی فنیل آزو] زانتون……………………………………………………………………………….Azo-DHX

تیغه با پوشش اپوکسی دی اول بر­ پایه زانتون……………………………………………………………………..CS/ Azo-DHX

تیغه با پوشش اپوکسی دی اول بر­ پایه زانتون دارای نانو ذره ملامین­دار………………………. CS/ Azo-DHX/N

پتانسیل مواد باز………………………………………………………………………………………………………………………………………. OCP

اندام‌های ناشی از تردی ‌هیدروژنی………………………………………………………………………………………………………… SCC