مهشید صباغ جونی

مهشید صباغ جونی


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشكده فنی مهندسی

گروه مهندسی مواد

 

جلسه دفاع از رساله دکتری

 

عنوان:

بررسي رفتار الکتروشيميايي لايه هاي رويين تشکيل شده روي آلياژ منيزيمي AZ31B  در محيط هاي قليايی

 

استاد راهنما:

آقای دکتر آرش فتاح الحسینی

 

 

داوران:

آقای دکتر بهنام لطفی

خانم دکتر  زهره صادقیان

آقای دکتر اکبر حیدرپور

 

ارائه دهنده:

مهشید صباغی جونی

 

چهارشنبه 29/10/1395           ساعت 14:00

کلاس 10  دانشکده مهندسی


چكيده:

آلیاژهای منیزیم، با نسبت استحکام به وزن نسبتاً بالا، علاقه­مندی زیادی را در صنایع حمل­ونقل، به دلیل کاهش وزن و بهبود بازده سوخت به خود معطوف ساخته­اند. موضوع مهم در جلوگیری از کاربرد گسترده آلیاژهای منیزیم در رابطه با مقاومت به خوردگی نسبتاً کم آن­ها است، هر تلاشی در بهبود حفاظت آلیاژهای منیزیم در برابر خوردگی در درجه اول، نیازمند آگاهی از خواص حفاظتی لایه تشکیل‌شده بر آلیاژ دارد. هدف از این پژوهش، بررسی مشخصه‌های لایه رویین آلیاژ منیزیم AZ31B در محیط­های قلیایی از منظر رفتار نیمه­هادی و جابه­جایی عیوب نقطه­ای است. اثر پارامترهای دما، زمان غوطه­وری و پتانسیل تشکیل، بر رفتار رویین آلیاژ منیزیم AZ31B در محلول قلیایی هیدروکسید سدیم/هیدروکسید پتاسیم بررسی شد. سپس فرآیند اکسیداسیون میکرو قوس (MAO) برای ایجاد لایه اکسیدی ضخیم، در راستای ارتقاء رفتار رویین آلیاژ به کار گرفته شد. اثر عواملی چون غلظت­ الکترولیت پایه، آنیون­های فسفات ()، سیلیکات ()، بورات ()، فلورید () و نیترات () حاصل از نمک­های افزودنی بر مورفولوژی سطحی، ترکیب شیمیایی و ویژگی­های الکتروشیمیایی پوشش­های MAO مطالعه شد. تجزیه­و تحلیل موت- شاتکي به عنوان روشی نوین جهت ارزیابی رفتار نيمه­هادي و محاسبه چگالي عيوب نقطه­اي لايه­هاي رويين آلياژ منيزيم AZ31B و پوشش­های اکسیدی MAO این آلیاژ به کار گرفته شد. همچنین به منظور بررسی رفتار آندی لایه­های رویین آلیاژ منیزیم AZ31B و پوشش­های اکسید MAO آن، آزمون­های پلاريزاسيون پتانسیو دینامیک و طیف‌سنجی امپدانس الكتروشيميايي انجام شد. بررسی مورفولوژی و ترکیب شیمیایی پوشش­های MAO با تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز پراش پرتو X (XRD) انجام شد. تجزیه‌وتحلیل موت- شاتکی نشان داد که آلیاژ منیزیم AZ31B با و بدون پوشش­هایMAO  در محلول­های قلیایی مشخصه­های نیمه­هادی نوع n نشان می­دهند که در آن جاهای خالی اکسیژنی و کاتیون­های بین­نشین عیوب غالب هستند. آزمون­های الکتروشیمیایی نشان دادند کاهش غلظت هیدروکسید سدیم (در محدوه 50/0، 10/، 05/0 و 01/0 مولار)،کاهش دمای محلول (در چهار دمای 65، 45، 25 و 5 درجه      سانتی­گراد) و کاهش پتانسیل تشکیل لایه رویین (در پتانسیل­های 6/0+، 4/0+، 2/0+،2/0-، 4/0- و 6/0- ولت) شرایط بهتری را برای تشکیل لایه­های رویین با رفتار حفاظتی بالاتر، در نتیجه رشد لایه­های رویین  ضخیم­تر و با عیوب کمتر روی آلیاژ منیزیم AZ31B فراهم می­آورند. تجزیه­وتحلیل موت- شاتکی در بررسی لایه­های رویین آلیاژ منیزیم AZ31B و پوشش­های MAO آن، چگالی عیوبی در محدوده 1017 تا 1020 بر سانتی­متر مکعب نشان داد. در فرآیندهای MAO ، افزایش غلظت هیدروکسید پتاسیم (الکترولیت پایه) منجر به افزایش هدایت الکتریکی محلول و کاهش ولتاژ جرقه‌زنی شد. این امر، تا غلظت بهینه­ای (بسته به نوع نمک­های افزودنی) باعث بهبود کیفیت و بهبود رفتار رویین پوشش­های MAO شد و در غلظت­های بالاتر و یا پایین­تر از این مقدار، خواص حفاظتی پوشش­های MAO کاهش یافت. به‌منظور بررسی نقش نمک­های افزودنی در هدایت الکتریکی محلول الکترولیت در فرآیندهای MAO و مقاومت در برابر خوردگی پوشش­های MAO آلیاژ منیزیم AZ31B، ویژگی­های الکتروشیمیایی این پوشش­ها در محیط­ خورنده­ای چون­ محلول کلرید سدیم 5/3 درصد وزنی (محلول شبیه­ساز آب دریا) بررسی شد و در میان نمک­های افزودنی مطالعه شده در فرآیندهای پوشش­دهی MAO، نمک فلورید پتاسیم بهترین نتایج را به لحاظ مقاومت به خوردگی پوشش­ MAO نشان داد.

واژه­های کلیدی: آلیاژ منیزیم AZ31B، موت- شاتکی، نیمه­هادی، لایه رویین، اکسیداسیون میکرو قوس، طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی

 

Abstract:

Magnesium alloys with relatively high strength to weight ratio have attracted a great deal of interest within the transportation industry to reduce and improve fuel efficiency. A major issue in preventing widespread application of magnesium alloy is their relatively low corrosion resistance.  Any attempt to improve the level of protection of magnesium alloys primarily requires knowledge properties of the surface film formed on alloy. The aim of this research to investigate the characteristic of AZ31B magnesium alloy passive film in alkaline solution in terms of semiconductor behavior and transportation of point defects. The effect of temperature, immersion time and the formation potential on passive behavior of AZ31B magnesium alloy in alkaline sodium hydroxide/ potassium hydroxide solution was investigated.  Then, micro arc oxidation process was used to create a thick oxide layer to promote the passive behavior of the alloy. The effect of factors such as concentration of base electrolyte, phosphate (), silicate (), borate (), fluoride (), nitrate () anions from additive salts was studied on the surface morphology, chemical composition and electrochemical properties of MAO coatings. Mott-Schottky analysis as a novel method were used to evaluate the semi conductive behavior and determine the point defects concentrations of the passive films of AZ31B magnesium alloy and its MAO oxide coatings. Also, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy tests to study the anodic behavior of passive films of AZ31B magnesium alloy and its MAO oxide coatings were performed. Morphology and chemical composition investigation of MAO coatings was performed by scanning electron microscopy (SEM) and x- ray diffraction analysis (XRD). Motte-Schottky analysis indicated that the AZ31B Mg alloy with and without MAO coatings displayed the n-type semi conductive behavior in alkaline solution, where the oxygen vacancies and interstitial cations preponderated. Electrochemical tests showed that decreasing the concentration of sodium hydroxide (in the range of 0.50, 0.10, 0.05, and 0.01 M), the solution temperature (in four temperatures 65, 45, 25, and 5 °C), and the passive film formation potential (in potentials +0.6, +0.4, +0.2, -0.2, -0.4, and -0.6 Volt) offers better conditions for forming passive films with higher protection behavior, due to the growth of a much thicker and less defective passive films on the AZ31B magnesium alloy. Motte-Schottky analysis in the study of passive films of AZ31B magnesium alloy and its MAO coatings revealed the density of defects from 1017 cm-3 to 1020 cm-3. In the MAO processes, increasing the concentration of potassium hydroxide (base electrolyte) leads to increase the electrical conductivity of the solution and reduce the ignition voltage. This, due to the optimal concentration (depends on the type of additive salts), can improve the quality and the behavior of the surfaces of the MAO coatings and in concentrations higher or lower than this amount, the protective properties of the coating MAO reduced. In order to evaluate the effect of additive salts on electerical conductivity of electrolyte solution in MAO processes and the corrosion resistance of AZ31B magnesium alloy MAO coatings, electrochemical properties of the coatings in the corrosive media such as  3.5 wt.% sodium chloride solution (simulated sea water solution) were investigated. Among the additive salts studied in the MAO coating process, potassium fluoride salt showed the best behavior in terms of the corrosion resistance of MAO coatings.

 

Key Words: AZ31B magnesium alloy, Motte-Schottky, Semiconductor, Passive film, Micro arc oxidation, Electrochemical impedance spectroscopy

 

اطلاعات شخصی

نام و نام خانوادگی: مهشید صباغی جونی

وضعیت تأهل: متأهل

تاريخ تولد: 21/9/1363

پست الکترونیک:

sabaghi.mahshid@gmail.com


 

مقطع تحصيلی

رشته

کشور

شهر

مکان

معدل

تاريخ شروع

تاريخ پايان

دکتری

مهندسی مواد

ايران

همدان

دانشگاه بوعلی سینا همدان

18 (دروس تئوری)

1391

 

کارشناسی ارشد

مهندسی مواد- شکل دادن فلزات

ايران

شیراز

دانشگاه شیراز

53/17

1387

1389

کارشناسی

مهندسی مواد- متالورژی صنعتی

ايران

شیراز

دانشگاه شیراز

38/16

1383

1387

تحصیلات

 

 

دانشجوی رتبه اول گروه مهندسی مواد دانشگاه بوعلی سینا همدان در دوره دکتری

دانشجوی رتبه سوم بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز در دوره کارشناسی ارشد

پذیرفته شده در دوره کارشناسی ارشد با سهمیه­ی ممتازی

دانشجوی رتبه سوم بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز در دوره کارشناسی

 

عنوان پروژها

-       کارشناسی ارشد: بررسی تأثیر نیروها در تغییر شکل بسیار شدید مواد تحت فرآیند ماشین­کاری دو بعدی.

-       کارشناسی: فرآیند شکل دهی انفجاری.

مقالات

کنفرانسی

1) مهشید صباغی جونی، محمد محسن مشکسار، امین اله محمدی، "بررسی نیروی برش در فرآیند ماشین­کاری دوبعدی آلیاژ آلومینیوم 6061T6 چهارمين همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي و جامعه علمي ريخته گري ايران، دانشگاه علم و صنعت، 1389.  

2) مهشید صباغی جونی، محمد محسن مشکسار،"کرنش پلاستیک بزرگ آلومینیوم 6061 آنیل محلولی شده تحت فرآیند ماشین­کاری دوبعدی و شبیه سازی آن به روش اجزاء محدود پنجمین همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي و جامعه علمي ريخته گري ايران، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1390.  

3) M. Sabaghi, M. M. Moshksar, “Formation of Ultrafine Grained in Solution Treated Al-6061 by Two-Dimensional Machining”, Iran International Aluminum Conference, Arak, Iran, 15-16 May, 2012.

چاپ شده

1) آرش فتاح الحسینی- محمد رنجبران- سعید وجدی وحید- مهشید صباغی جونی ،"تأثیر ذرات کاربید سیلیسیم بر رفتار خوردگی کامپوزیت A356-SiC در محلول 5/3 درصد کلرید سدیم"، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد مجلسی،1392 (در نوبت چاپ).

2) A. Fattah-alhosseini, M. Sabaghi Joni, “Effect of KOH concentration on the electrochemical behavior of coatings formed by pulsed DC micro-arc oxidation (MAO) on AZ31B Mg alloy”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 661; 237–244, 2016.
3) A. Fattah-alhosseini, M. Sabaghi Joni, “Effect of KOH Concentration on the Microstructure and Electrochemical Properties of MAO-Coated Mg Alloy AZ31B”, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 24; 3444–3452, 2015.

4) A. Fattah-alhosseini, M. Sabaghi Joni,” Effect of immersion time on the electrochemical behaviour of AZ31B alloy”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 646; 685–691, 2015.

5) A. Fattah-alhosseini, M. Sabaghi Joni, “Role of chloride in the electrochemical behaviour of AZ31B Mg alloy”, International Journal of Materials Research, doi: 10.3139/146.111183.

6) A. Fattah-alhosseini, M. Sabaghi Joni, “Semiconducting behavior of the anodically passive films formed on AZ31B alloy”, Journal of Magnesium and Alloys, Vol. 2; 305–308, 2014.

7) A. Fattah-alhosseini, M. Sabaghi Joni, “Investigation of the passive behaviour of

AZ31B alloy in alkaline solutions”, Journal of Magnesium and Alloys, Vol. 2; 175–180, 2014.

 

 

سوابق تدريس

-       دانشگاه بوعلی سینا همدان 1393-1391

·        شکل دادن فلزات

·        خواص مکانیکی 1

·        نقشه کشی صنعتی 1

·        آزمایشگاه انجماد فلزات

·        آزمایشگاه ریخته گری

-       مؤسسه آموزش عالی آزاد فناوران حکیم اصفهان 1391-1390

·        ریاضی1

·        ریاضی 2

·        فیزیک 1

·        فیزیک2

·        معادلات دیفرانسیل

·        خواص فیزیکی  مواد

·        خواص مکانیکی مواد

 

سوابق کاری

گروه صنعتی آتی نگر عصر پارس (اصفهان، خیابان چهار باغ خاجو، کوچه صدر، ساختمان فرهنگ- تلفن: 03112733194) 1391 تا 1393:

·        مهندس مشاور در زمینه انتخاب مواد

·        فعالیت در زمینه بازرگانی و قراردادهای داخلی و خارجی

 

توانمندی­ها

-       شبیه­سازی اجزاء محدود فرآیندهای شکل دادن فلزات

-       تست­های غیر مخرب (NDT)

-       تهیه و تنظیم مشخصات روش جوشکاری (WPS)

-       روش­های انتخاب مواد

-       ترجمه متون تخصصی در زمینه مهندسی مواد، مکانیک و مهندسی شیمی

-       آشنایی با استاندارهای AWS, API, ASME, ASM, ASTM

 

آشنایی با نرم افزار

-       تسلط به نرم افزارهای شبیه سازی:

 ABAQUS ،DEFORM-2D و DEFORM-3D

-       تسلط به نرم افزار AutoCAD

-       آشنایی با زبان برنامه نویسی MATLAB

-       آشنایی با زبان برنامه نویسی  C++

 

دوره­های آموزشی

-       کارگاه آشنایی با پایگاه های اطلاعاتی و کتابخانه ای

-       دوره بین المللی بازرسی چشمی جوش سطح 1 و2 (ASNT) از شرکت جامعه مشاوران صنعت

-       دوره­ی کارآفرینی سطح کامل (KAB) از سازمان فنی و حرفه­ای استان فارس

-       دوره­ی MBA سطح دو از سازمان فنی و حرفه­ای استان فارس

-       دوره­ی MBA سطح یک از سازمان فنی و حرفه­ای استان فارس

 

 

 

فعالیت های علمی

-       عضو انجمن خوردگی ایران

-       عضو فعال انجمن علمی علوم و فن­آوری نانو دانشگاه شیراز

-       فعالیت علمی و پژوهشی در مجله علمی فلز، بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز

-       عضو فعال انجمن علمی بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز