تهیه و شناسایی پوشش های نانوکامپوزیتی مقاوم به سایش بر پایه اکسیدهای فلزی

اخیراً، تهیه پوشش های هیبریدی آلی-معدنی نانوکامپوزیتی به روش سل-ژل مورد توجه زیادی قرار گرفته و کارهای تحقیقاتی زیادی در این زمینه انجام گرفته است. شرایط آسان فرآیند مانند دما و فشار محیط از جمله ویژگی های منحصر به فرد این روش محسوب می شود. پوشش های نانوکامپوزیتی تهیه شده دارای خواص ویژه ای مانند مقاومت مکانیکی بالا به علت تقویت کننده های نانوساختارند و چسبندگی خوب به بسترهای مختلف پلیمری، شیشه ای و فلزی دارند. در این پژوهش، پوشش های هیبریدی آلی-معدنی سیلیکا-اپوکسی و سیلیکا-تیتانیا-اپوکسی بر پایه پیش ماده های تترامتوکسی سیلان، 3-گلیسیدیل اکسی پروپیل تری متوکسی سیلان، تتر اn-بوتیل اورتو تیتانات، رزین اپوکسی epikote828و عامل پخت آمینی hy5052 با استفاده از روش سل-ژل با نسبت یکسان فاز معدنی تهیه و بر بسترهای شیشه ای و فلزی پوشش دهی و خواص آنها مطالعه شد. این شبکه هیبریدی دارای خواص مکانیکی بالا، مقاومت خوب در برابر سایش و خراش است. تشکیل شبکه هیبریدی با طیف سنجی زیرقرمز انتقال فوریه بررسی شد. توزیع عناصر سیلیسیم و تیتانیم و مورفولوژی سطح پوشش ها با آزمون میکروسکوپ الکترونی پویشی و طیف سنجی فلورسانس پرتو ایکس پراکنش انرژی مطالعه شد. نتایج آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری اندازه ذرات معدنی را زیر 100 نانومتر و در حدود 25 تا 50 نانومتر گزارش کرد. رفتار آب دوستی پوشش ها با آزمون زاویه تماس قطره آب و میزان شفافیت پوشش های هیبریدی با آزمون طیف سنجی مرئی بررسی شد. دمای انتقال شیشه ای پوشش ها با آزمون حرارتی دینامیکی-مکانیکی گزارش شد. مقاومت در برابر سایش پوشش ها با آزمون سایش taber که روشی آسان برای ارزیابی ضریب سایش پوشش ها است، خواص مکانیکیپوشش ها (مدول یانگ و سختی سطح) با استفاده از آزمون نانوسختی و ضریب اصطکاک پوشش ها با آزمون نانوخراش مطالعه شد. پوشش هیبریدی سیلیکا-تیتانیا-اپوکسی مقاومت بیشتری را در برابر ساییده شدن در مقایسه با پوشش سیلیکا-اپوکسی در نسبت یکسان از فاز معدنی نشان داد. سختی، مدول یانگ، ضریب سایش (در 100دور) و ضریب اصطکاک پوشش سیلیکا-تیتانیا-اپوکسی به ترتیب برابر gpa21/0، gpa13/3، 03/0 و 29/0 بدست آمد.