آرش فتاح الحسینی

هدف اصلی این تحقیق، ایجاد پوشش‌های نانوکامپوزیتی اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) با استفاده از هیدروکسید لایه مضاعف (LDH) به‌منظور بهبود خواص الکتروشیمیایی آلیاژ منیزیم AZ31B در محیط حاوی یون کلر است. برای این منظور، مشخصه‌یابی پوشش‌های ایجادشده با استفاده از تکنیک‌های مختلفی از جمله الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS)، طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، آزمون‌های زبری و ترشوندگی، آزمون‌های پولاریزاسیون پتانسیودینامیک (PDP) و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) انجام گرفت. در این فرآیند، هیدروکسید لایه مضاعف (Zn-Al-LDH) به‌روش هیدروترمال سنتز و سپس پوشش‌های نانوکامپوزیتی در حضور غلظت‌های مختلفی از این هیدروکسید (25/0، 5/0، 75/0 و 1 گرم بر لیتر) در شرایط خاصی مانند چگالی جریان 10 آمپر بر دسی‌متر مربع، چرخه‌کاری 50 درصد، فرکانس 10 کیلوهرتز، زمان 7 دقیقه و استفاده از الکترولیت سیلیکاتی تحت حالت جریان مستقیمروی زیرلایه AZ31B ایجاد شدند. نتایج حاصل از آزمون‌های الکتروشیمیایی نشان داد که استفاده از هیدروکسید لایه مضاعف در الکترولیت سیلیکاتی، رفتار الکتروشیمیایی پوشش‌های نانوکامپوزیتی را به‌طور چشمگیری نسبت به پوشش‌های PEO ایجادشده در الکترولیت سیلیکاتی بدون حضور هیدروکسید لایه مضاعف بهبود می‌بخشد. همچنین، با افزایش میزان هیدروکسید لایه مضاعف در الکترولیت پوشش‌دهی، رفتار الکتروشیمیایی پوشش‌ها به‌طور قابل توجهی بهتر شد. در این راستا، لایه فشرده داخلی پوشش‌ها نقش اصلی در محافظت در برابر خوردگی ایفا می‌کند که با افزایش میزان هیدروکسید لایه مضاعف، عملکرد آن بهبود بیشتری یافته است. علاوه بر این، مشارکت هیدروکسید لایه مضاعف در پوشش‌ها تأثیر مثبتی بر نتایج طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی داشت، به‌طوری‌که در حضور هیدروکسید لایه مضاعف، رفتار القائی در طیف‌ها مشاهده نشد. با افزایش میزان هیدروکسید لایه مضاعف در الکترولیت، درصد تخلخل پوشش‌ها از 35/13به 45/4 و میانگین اندازه حفره‌ها نیز از 27/15 به 05/8 کاهش قابل‌ملاحظه‌ای یافت. در آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، چگالی جریان خوردگی از 7-10×9/4 به 10-10×24/9 و پتانسیل خوردگی از 42/1- به 21/1- تغییر یافت که نشان‌دهنده بهبود چشمگیر عملکرد پوشش‌ها در برابر خوردگی است. به‌طور کلی، استفاده از هیدروکسید لایه مضاعف در فرآیند PEO می‌تواند به‌طور مؤثری عملکرد فیلم‌های اکسیدی ایجادشده روی آلیاژهای منیزیم را بهبود دهد و این امر، زمینه‌ساز توسعه این آلیاژها در کاربردهای ارتوپدی و ایمپلنت می‌شود.