رفتن به مطلب

پوشش های تزئینی مبتنی بر TiO2 روی فولاد زنگ نزن316


rkiahoseyni

پست های پیشنهاد شده

  • مقالات

مقدمه:
پوشش ها لایه های متنوعی از مواد با ضخامت متفاوت هستند که بر روی سطح یک جسم که معمولاً به آن زیرلایه می گویند، اعمال می شوند. هدف از اعمال پوشش ممکن است تزئینی، کاربردی یا هر دو باشد. پوشش ها را می توان به صورت مایع، گاز یا جامد مورد استفاده قرار داد. رنگ‌ها و لاک‌ها پوشش‌هایی هستند که عمدتاً کاربرد دوگانه برای محافظت از بستر و برای هدف تزئینی دارند، اگرچه برخی از رنگ‌های هنرمندان فقط برای تزئین هستند و رنگ روی لوله‌های صنعتی بزرگ برای جلوگیری از خوردگی و شناسایی کاربرد لوله است. مثلاً رنگ آبی برای آب فرآیند و قرمز برای کنترل آتش نشانی می باشد. پوشش‌های کاربردی ممکن است برای تغییر ویژگی‌های سطحی زیرلایه مانند چسبندگی، ترشوندگی، مقاومت در برابر خوردگی یا مقاومت در برابر سایش اعمال شوند. ساخت دستگاه نیمه هادی (که در آن بستر یک ویفر است)، پوشش خاصیت کاملاً جدیدی مانند پاسخ مغناطیسی یا هدایت الکتریکی را اضافه می کند و بخش اساسی محصول نهایی را تشکیل می دهد.

پوشش TiO2:
دی اکسید تیتانیوم کاربردهای زیادی در زمینه های مختلف از جمله سلول های خورشیدی حساس به رنگ، فیلترهای نوری، پوشش های ضد انعکاس و سایش و همچنین دستگاه های الکتروکرومیک پیدا کرده است. یکی دیگر از کاربردهای TiO2 استفاده از آن به عنوان یک پوشش تزئینی در معماری، صنعت خودرو و جواهرات است. در محدوده طیفی مرئی، دی اکسید تیتانیوم یک ماده غیرجذاب است. اثر رنگ با تداخل در لایه نازک دی الکتریک همراه است. علاوه بر این، پوشش های تشکیل شده توسط TiO2 از نظر شیمیایی پایدار و نسبتاً سخت هستند که آنها را برای استفاده در اشیاء روزمره و یا در مناطقی که در معرض شرایط آب و هوایی قرار دارند، مناسب می کند.
در میان روش‌های مختلفی که برای سنتز پوشش‌های تزئینی TiO2 استفاده می‌شود، حداقل دو روش را می‌توان به راحتی برای عناصر با مساحت بزرگ به کار برد: کندوپاش مگنترون و اکسیداسیون آندی.

خواص پوشش TiO2 بر روی فولاد زنگ نزن:
خواص ریزساختاری و نوری لایه‌های مبتنی بر TiO2 یا TiOxNy که بر روی صفحه تیتانیوم یا شیشه‌ای با پوشش تیتانیوم تشکیل شده‌اند قبلاً به طور گسترده در مقالات توضیح داده شده است، به عنوان مثال فولاد ضد زنگ AISI 316L یک ماده ساختمانی اساسی است. در تحقیقات مختلف رفتار تشکیل رنگ سیستم‌های تداخل TiO2/316L و TiO2/Ti/316L تحت بررسی قرار گرفته است. مثلاً در یک تحقیق انجام شده با استفاده از یک خط تولید تجاری در شرکت Bohamet  با استفاده از کندوپاش مگنترون تزریق گاز (GIMS) پوشش TiO2 بر روی فولاد زنگ نزن ایجاد و خواص آن بررسی شده است.. تحقیقات توسط چند لایه معروف TiO2/Ti/شیشه که به عنوان داده مرجع در نظر گرفته می‌شوند تکمیل می‌شوند. نتایج نشان داده است که تغییر رنگ با ضخامت لایه TiO2 برای ثابت‌های نوری غیر وابسته به ضخامت و بستر انتخاب‌شده مرتبط است. نوع بستر (پوشش فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم L 316) روی رنگ نمونه عمدتاً برای نمونه های قرمز-بنفش (dTiO2 = 30-35 نانومتر) تأثیر می گذارد. علاوه بر این، زبری نمونه تأثیر قابل توجهی بر رنگ آن ندارد.

فناوری اعمال پوشش TiO2 بر روی فولاد زنگ نزن:
از نقطه نظر فناوري، فرآيند فناوري ارائه شده بسيار مهم است. اولاً، این امکان را به فرد می دهد که تنها با استفاده از یک نوع هدف مگنترون (Ti) پوشش هایی با رنگ های مختلف تولید کند. ثانیاً، اهداف مستطیلی با طول 2400 میلی‌متر، یکنواختی پوشش‌های رنگی TiO2/Ti را تضمین می‌کنند، که نیاز اصلی برای کاربرد تجاری برای لعاب های معماری یا در صنعت خودروسازی چنین پوشش‌هایی است. لازم به ذکر است که تکنیک GIMS با موفقیت برای تولید پوشش‌های سخت و نانوکریستالی (چند لایه‌های تداخلی بر پایه TiO2/Ti مات و نیمه شفاف و فیلم‌های TiO2) مستقیماً بر روی بسترهای گرم نشده مانند شیشه و کاشی‌های سرامیکی استفاده شده است.

خلاصه:
در صنایع مختلف خواص نوری و ریزساختاری سیستم های تداخل TiO2/316L، TiO2/Ti/316L و TiO2/Ti/شیشه تولید شده با استفاده از GIMS با استفاده از اسپکتروفتومتری، بیضی سنجی طیف سنجی، طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس، میکروسکوپی کانفوکال نوری و نیروی میکروسکوپی اتمی مورد بررسی قرار گرفته است. تکنیک. ضخامت فیلم تیتانیوم 380 نانومتر (پوشش مات) است در حالی که برای لایه‌های TiO2 استوکیومتری از 21 نانومتر تا 56 نانومتر تعیین شده است. مقدار کمی آلودگی (C، N) موجود در لایه‌های دی اکسید تیتانیوم به احتمال زیاد با شرایط صنعتی در طول آماده‌سازی نمونه مرتبط است. به طور کلی، ممکن است نتیجه بگیریم که رنگ نمونه ها از نارنجی (dTiO2=21 نانومتر) تا آبی روشن (dTiO2=56 نانومتر) متغیر است و تغییر رنگ را می توان به تغییر ضخامت لایه دی الکتریک نسبت داد (بدیهی است، این جمله برای ثابت های نوری غیر وابسته به ضخامت و بستر انتخاب شده صحیح است). تجزیه و تحلیل نشان می دهد که نوع بستر (پوشش فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم L 316) بر رنگ نمونه عمدتاً برای سیستم هایی با dTiO2 = 30-35 نانومتر (نمونه های قرمز-بنفش) تأثیر می گذارد. لایه تیتانیوم اضافی بین صفحه فولاد ضد زنگ و لایه دی اکسید تیتانیوم نیز پوشش را صاف می کند، با این حال، زبری نمونه تاثیر قابل توجهی بر رنگ آن ندارد. نتایج ارائه شده نشان می‌دهد که GIMS می‌تواند برای به دست آوردن پوشش‌های تداخلی مبتنی بر TiO2 با کیفیت بالا در مقیاس صنعتی در بسترهای بزرگ مورد استفاده قرار گیرد.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
 

لینک به دیدگاه
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • ایجاد مورد جدید...

اطلاعات مهم