ارزیابی خواص مکانیکی و ضدخوردگی پوشش‌های نانوکامپوزیتی PU- SiC

در این تحقیق، تاثیر نانوذرات کاربید سیلیسیم و روش آماده‌سازی سطح زیرلایه بر خواص مکانیکی و رفتار خوردگی پوشش‌های نانوکامپوزیت pu-sic با ضخامت حدود 40 میکرومتر بر روی زیرلایه فولاد کم‌کربن مورد ارزیابی قرار گرفت. نانوکامپوزیت‌ها به روش اختلاط محلولی تهیه شدند و زیرلایه با روش‌های ماسه‌پاشی و سنباده‌زنی آماده‌سازی شد. اندازه نانوذرات و پراکندگی آن‌ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی و تجزیه و تحلیل پراش پرتو ایکس بررسی گردید. خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش‌ها با استفاده از آزمون‌های چسبندگی قدرت کندن، ضربه لوله‌ای و سختی‌سنج مدادی، مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تاثیر پوشش‌ها بر خواص خوردگی فولاد از آزمون‌های امپدانس الکتروشیمیایی و پتانسیودینامیک استفاده گردید. جهت بررسی تاثیر نانوذرات بر ساختار پلی‌یورتان از آزمون طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه استفاده شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد، با افزودن نانوذرات تا 2 درصد وزنی در پوشش‌های پلی‌یورتان، استحکام چسبندگی تا 50 درصد، سختی از 3h به 5h و مقاومت به ضربه پوشش‌ها حدود 34 درصد افزایش یافت و تغییر چندانی در رفتار خوردگی آن‌ها نسبت به پلی‌یورتان ایجاد نشد. نتایج تجزیه و تحلیل پراش پرتو ایکس و تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی نشان داد نانوذرات تا 2 درصد وزنی به خوبی در زمینه پلی‌یورتان پراکنده شدند. آماده‌سازی سطح زیرلایه به روش ماسه‌پاشی نسبت به روش سنباده‌زنی استحکام چسبندگی را تا 35 درصد بهبود داد ولی مقاومت به ضربه کمتری در پوشش ها ایجاد کرد.

Evaluation of the Mechanical and Anticorrosion Properties of PU SiC Nanocomposite Coatings

In this research the effect of silicon carbide nanoparticles and surface pretreatment on the mechanical properties and corrosion protection properties of the polyurethane coatings (40 µm in thickness) were studied on a low carbon steel substrate. The substrates were prepared by polishing and sand blasting methods. Dispersion of the nanoparticles in the polyurethane coating was studied by field emission scanning electron microscope (FE SEM) image and X ray diffraction (XRD) analysis. The physical and mechanical properties of the coatings were evaluated by pull off adhesion, Tubular impact and pencil hardness tester. The Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and polarization tests were employed in order to investigate the corrosion resistance behavior of the coatings. The effect of nanoparticles on the chemical bonding of polyurethane were investigated using Fourier Transform Infrared Spectrometry (FT IR) Analysis. The results of the physical and mechanical study showed that the existence of 2 wt% of nanoparticles, leads to the increase of the adhesion strength up to 50%, hardness of coating increased from 3H to 5H and impact resistance were increased about 34 %. In addition, the results of electrochemical test showed that the existence of 2 wt% of nanoparticles in polyurethane did not significantly change the corrosion resistance behavior of the polyurethane. The results of field emission scanning electron microscope (FE SEM) image and X ray diffraction (XRD) analysis showed that nanoparticles up to 2 wt% were well dispersed in polyurethane. Sand blasting of the specimens prior to coating increased adhesion strength up to 35%, but decreased the impact resistance in compare with polishing.