پاورپوینت پوشش دهي سطح فلزات به دو روش Sol Gel و كاشت يون با پلاسما

— پاورپوینت شامل تصاویر میباشد —-

اسلاید ۱ :

جهت پوشش دهی سطح فلزات روش های مختلفی همچون رسوب دهی شیمیایی بخار (CVD) و لایه نشانی الکترولیتی کاتد و … استفاده می شود که ۲ روش So ge و کاشت یون با پلاسما نیز روش هایی جهت پوشش می باشند. فرآیند So ge شامل یکسری واکنش های شیمیایی تغییرناپذیر است که در حقیقت این واکنش ها باعث تبدیل مولکول های محلول هموژن اولیه به عنوان سل به یک مولکول نامحدود سنگین سه بعدی پلیمری به عنوان ژل می شوند و در روش پلاسما اسپری گاز تشکیل دهنده پلاسما که در مرحله شروع قوس آرگن یا هلیم است و پس از برقراری قوس پایدار به ترکیبی از آرگن یا هلیم یا هیدروژن یا نیتروژن تبدیل می شود از بین کاتد و آند عبور کرده و بر اثر تخلیه الکتریکی این ناحیه یونیزه می گردد. مقدار انرژی صرف شده برای یونیزه کردن گاز، در ناحیه ای در خارج گذرگاه مابین کاتد و آند آزاد شده و به گرما تبدیل می گردد و بدین ترتیب دمایی در حدود ۱۵۰۰۰ درجه سانتیگراد حاصل خواهد شد و مولکول های منبسط شده گاز با سرعتی نزدیک به صوت ذرات ماده پوشش به صورت پودر را که ذوب شده اند، به سمت سطح قطعه خواهند راند و بدین ترتیب پوششی متراکم با چسبندگی بالا حاصل خواهد شد.

اسلاید ۲ :

روش های مختلف پوشش دهی

۱- روش پاشش حرارتی

در این حالت از پودر برای تولید پوشش استفاده می‌شود. به این صورت که پودر را با قدرت به سمت قطعه مورد نظر می‌پاشیم و در مسیر پاشش، پرتولیزر را قرار می‌دهیم. پرتو لیزر با سرعت و قدرت زیاد محیط را گرم می‌کند و باعث می‌شود پودر در مسیر به صورت مذاب در آید وقتی پودر با سطح تماس پیدا می‌کند، به علت اختلاف دما پس از برخورد سریعاً سرد می شود و پوشش نانو ساختار را شکل می‌دهد.

اسلاید ۳ :

۲- روش رسوب دهی شیمیایی بخار ((CVD

فرآیند CVD در فازگازی انجام می‌شود. یعنی مواد واکنش زا گاز هستند و فرآیندهای شیمیایی بین گازها صورت می‌گیرد.

این روش لایه نشانی ممکن است از طریق چند نوع واکنش شیمیایی انجام شود: ۱)پیرولیز که در آن از دمای زیاد برای تجزیه ماده استفاده می‌شود؛ ۲) فوتولیز که در آن از نور فرابنفش یا فروسرخ برای تجزیه ترکیب‌های گازی استفاده می شود.

اسلاید ۴ :

۳- لایه نشانی الکترولیتی کاتد

اکسایش کاتد عموماً در تهیه لایه‌های اکسیدهای فلزهای معینی مثل آلومینیوم به کار می‌رود. قطعه ای که می‌خواهد پوشش داده شود، به قطب کاتد وصل می‌شود و در محلول الکترولیت قرار می‌گیرد. در این حالت اکسیژن های موجود در الکترولیت را جذب می‌کند. یون ها از میان لایه ای که اکسیده شده است به وسیله یک میدان الکتریکی تقویت و با اتم های قطعه فلزی ترکیب می‌شود و مولکول های اکسید را روی سطح تشکیل می‌دهد. معمولاً از نمک های مذاب مختلف، یا در برخی موارد از اسیدها، به عنوان الکترولیت استفاده می شود. از نکاتی که باید مورد توجه قرار گیرد، ماده الکترولیت است. بعضی از الکترولیت ها فوراً اکسید تشکیل شده را در خود حل می‌کنند و در لایه ایجاد شده تخلخل ایجاد می‌نمایند.

اسلاید ۵ :

۴- روش نیتروراسیون

اتم نیتروژن کوچک است و به همین علت به راحتی می تواند به درون سطح اکثر مواد نفوذ کند. حال اگر اتم نیتروژن بتواند چند نانومتر داخل سطح نفوذ کند، یک نانو پوشش تولید کرده است. ترکیب نیتروژن با موادی مانند فولاد، یک ماده سخت تولید می‌کند.

۵- روش رسوب دهی فیزیکی بخار

اسلاید ۶ :

در این روش در واقع از اصل محلولسازی و رسوب دهی جامدات در مایعات با استفاده از تغییر پارامترهایی مثل دما استفاده می‌کنیم و محصولاتی مثل پوشش و پودر را به دست می‌آوریم. برای اینکار، ابتدا از ماده ای که می‌خواهیم پوشش دهیم یک محلول تهیه می کنیم و بعد با حرارت دادن این محلول آن را تبدیل به یک ماده ژلاتینی می نماییم. با ادامه حرارت دادن، مواد معلق در محلول را روی ماده پذیرنده پوشش رسوب می دهیم. حال این رسوب می‌تواند به صورت یک لایه پیوسته باشد که در آن صورت یک لایه نانومتری تشکیل می‌شود. یا اگر ضخامت این لایه از ۱۰۰ نانومتر بیشتر باشد، به علت اینکه از ذرات نانومتری تشکیل شده است، یک لایه نانو ساختار است. اما باید دقت کرد که دما و سرعت حرارت دهی و … ممکن است باعث شود که به جای یک لایه پیوسته، مجموعه ای از ذرات تشکیل دهنده لایه به صورت پودر تشکیل شوند. البته باید یادآور شد که پوشش هایی که از این روش تولید می شوند دارای تخلخل هایی هستند که خواص آنها را ضعیف می‌کند.

اسلاید ۷ :

فرآیند سل- ژل شامل یک سری واکنشهای شیمیایی تغییر ناپذیر است که در حقیقت این واکنشها باعث تبدیل مولکولهای محلول هموژن اولیه به عنوان سل به یک مولکول نامحدود سنگین سه بعدی پلیمری به عنوان ژل می‌شوند، در حقیقت جامد الاستیک به وجودآمده باعث پرشدن حجم محلول موجود می‌شود. بطور نمونه می‌توان واکنش هیدرولیزی که در پی آن به وسیله پلیمریزاسیون یک انقباض رخ داده و محصول نهایی بدست آمده را در نظر گرفت برای مثال :

tetraethy orthosi icate (Si(OC2H5)+ethano (C2H5OH)→Sio2+other products 

اسلاید ۸ :

در فرآیند سل- ژل انتقال سل به حالت ژل اغلب به وسیله تغییر PH و یا تغییر غلظت محلول به دست می‌آید. منفعت و استفاده اصلی فرآیند سل- ژل در تولید محصولی با خلوص بالا و دست یافتن به نانو ساختاری یکنواخت در دمای پایین است. اغلب روش سل- ژل جهت سنتز نانو اکسید‌های فلزی کاربرد داشته و استفاده می‌شود.  این فرآیند معمولا در برگیرنده تغییر فرم به حالت ژل با استفاده از تکنیک های مختلف و متفاوت است که در اکثر آنها از خشک نمودن آهسته و ملایم به همراه برداشتن حلال استفاده می شود. باید توجه داشت که به دلیل وجود پدیده انقباض در فرآیند سل- ژل اغلب باید در طول فرآیند خشک کردن نکات لازم برای جلوگیری از به وجود آمدن ترک را رعایت نمود.

اسلاید ۹ :

۱- هیدروژل : ژلها را عموماً در محیط آبی تهیه می‌کنند، اصطلاح هیدروژل به ژلی اطلاق می‌شود که حفرات آن توسط آب پر شده اند البته گاهی اوقات به آن Equage نیز گفته می‌شود.

۲- الکوژل : ژلی که حفرات آن توسط الکل پر شده باشد ژلهائی که از خشک کردن الکوژل بدست می آیند دارای حفرات بیشتر و ساختار ژلی آبی تقریباً حفظ می‌شود و شکستگی کمتری در ساختار در هنگام خشک کردن اتفاق می‌افتد.

۳- گزروژل : به ژلی گفته می‌شود که تمام مایع داخل حفرات ژل خارج شده باشد به گونه‌ای که ساختار کمی متراکم تر و فشرده تر شده باشد. و چروکیدگی نسبت به وضعیت هیدروژل در آن  مشهود است. در ضمن سطح ویژه آن کاهش یافته است.