مسعود رکنیان
مسعود رکنیان
دانشکده فنی و مهندسی
گروه مواد
دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مواد گرایش شناسایی و انتخاب مواد
عنوان:
پوششدهی اکسیدی تیتانیم خالص تجاری به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی در حمام فسفاتی حاوی نانوذرات اکسید روی
استاد راهنما:
دکتر آرش فتاح الحسینی
اساتید مشاور:
دکتر سید امید گشتی
دکتر محسن کشاورز خوراسگانی
پژوهشگر:
مسعود رکنیان
17 /11/ 1396 ساعت 14
Faculty of Engineering
Department of Materials Engineering
Thesis submitted for Master of Science in the Field of Materials Selection for Engineering Design
Title
Oxide coating of commercial titanium by plasma electrolytic oxidation in a phosphate electrolytic containing zinc oxide nanoparticles
Supervisor:
Arash Fattah-Alhosseini (Ph.D)
Advisors:
Seyed Omid Gashti (Ph.D)
Mohsen Keshavarz Khorasgani (Ph.D)
By:
Masoud roknian
February, 6, 2018
چکیده:
در این پژوهش، به بررسی اثر حمام فسفاتی و نانوذرات اکسید روی در فرآیندهای پوششدهی به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) روی زیرلایه تیتانیم خالص تجاری و در شرایط جریان ثابت (10 آمپر بر سانتی متر مربع) پرداخته شده است. به منظور دستیابی به شرایط بهینه از پنج فرآیند مختلف شامل بررسی اثر غلظت نمک پایه فسفاتسدیم، اثر غلظت نمک افزودنی هیدروکسیدسدیم، دورهکاری، فرکانس پوششدهی و در نهایت اثر غلظت نانو ذرات اکسید روی بر ریزساختار، رفتار خوردگی و خاصیت آنتیباکتریالی پوششها مطالعه شد. رفتار خوردگی نمونهها با استفاده از آزمونهای طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول خورنده رینگر ارزیابی شد. همچنین برای بررسی رفتار آنتیباکتریالی، پوششها با دو باکتری گرم منفی اشرشیا کلای و گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس در دمای 37 درجه سانتی گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمونهای ریزساختاری و خوردگی نمونهها در دو فرآیند اول نشان داد که استفاده از غلظت 20 گرم بر لیتر از نمک پایه فسفاتسدیم و 4 گرم بر لیتر نمک افزودنی هیدروکسیدسدیم در حمام پوششدهی پایه فسفات بهترین رفتار ریزساختاری و خوردگی را دارد. نتایج خوردگی حاکی از کاهش 92 درصدی چگالی جریان خوردگی بود. در ادامه با بررسی پارامترهای الکتریکی مشخص شد نمونه پوشش داده شده در فرکانس 2000 هرتز و دورهکاری 80 درصد بهترین رفتار خوردگی و ریزساختاری را به همراه داشت. همچنین نتایج حاصل از آزمونهای ریزساختاری و خوردگی نمونههای حاوی نانو ذرات اکسید روی نشان داد با افزودن نانوذرات تا غلظت 15 گرم بر لیتر موجب کاهش میانگین اندازه حفرات، افزایش شدید مقاومت به خوردگی و کاهش 139 درصدی چگالی جریان خوردگی در مقایسه با زیرلایه تیتانیمی بود. نتایج حاصل از آنالیز نقشه عنصری از سطح و سطح مقطع پوششها حاکی از توزیع یکنواخت عناصر تشکیل دهنده پوشش و به خصوص نانوذرات اکسید روی در سرتاسر پوشش بود. همچنین نتایج آزمون آنتیباکتریالی پوششها حاکی از عملکرد بسیار عالی نمونههای پوشش داده شده در مواجهه با دو باکتری گرم منفی اشرشیا کلای و گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس بود. این عملکرد بدین گونه بود که حمام پوششدهی حاوی 15 گرم بر لیتر نانوذرات اکسید روی تقریبا رشد و وجود هر دو باکتری را مهار کرد.
واژههای کلیدی: تیتانیم خالص تجاری؛ اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی؛ طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی؛ پلاریزاسیون پتانسیودینامیک؛ خوردگی؛ آنتیباکتریالی.
Abstract:
In this research, the effect of phosphate bath and ZnO nanoparticles on the microstructure and corrosion behavior of coatings prepared on the pure titanium by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) processes were investigated. To identify the optimum conditions, the effect of concentration of phosphate bath, concentration of additive hydroxide sodium (NaOH), duty cycle, coating frequency and the content of ZnO nanoparticles on the microstructure, corrosion antibacterial properties of coatings were investigated. Field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD) analysis and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used, to investigate the microstructure and chemical composition of coatings. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization tests in Ringer solution were used, to study the corrosion behavior of coatings. In addition, to investigate the antibacterial properties of coatings, the antibacterial tests were performed with two bacteria of gram-positive (Staphylococcus aureus) and gram-negative (Escherichia coli) at 37 ℃. Microstructural and corrosion analyses indicated that the optimal corrosion properties of coatings were achieved by using concentration of 20 g/l and 4 g/l for phosphate bath and additive NaOH, respectively. Moreover, the findings revealed that the best corrosion properties were achieved at frequency of 2000 and duty cycle of 80%. The elemental maps of surface and cross-section of coating demonstrated that elements were homogenously distributed. Furthermore, results showed that the concentration of the ZnO nanoperticles has a significant effect on the corrosion properties of coatings. Generally, results of antibacterial test revealed the excellent performance of coatings in both two bacteria. Antibacterial effect of coatings can be attributed to the presence of Anatase and Rutile phases in coatings
مشخصات فردي
نام و نام خانوادگي : مسعود رکنیان
تاريخ تولد: 04/09/1370
محل تولد : همدان
وضعيت تاهل : مجرد
وضعت نظام وظيفه : معافيت موارد خاص
آدرس محل سكونت : همدان ورودی شهرک مدرس ساختمان پارس واحد 1
تلفن همراه :09308110257
آدرس پست الكترونيكي: roknianm@yahoo.com
سوابق تحصیلی:
مدرک تحصیلی | رشته | موسسه | معدل |
کارشناسی | مهندسی متالورژی | دانشگاه بوعلی سینا | 2/15 |
کارشناسی ارشد | مهندسی متالورژی- شناسایی و انتخاب مواد | دانشگاه بوعلی سینا | 40/16 |
سوابق تحقيقاتي:
عنوان | سال |
بررسی رفتار خوردگی زیرکونیم در محلولهای اسیدی و بازی | 1393 |
بررسی اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر خواص مواد و کامپوزیتهای تولیدی با این روش | 1394 |
بررسی رفتار خوردگی پوششهای بیولوژیک در محیط شبیه ساز بدن | 1395 |
بررسی اثر فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در صنایع هوافضا | 1396 |
مقالات علمی:
عنوان | مجله |
بهبود رفتار خوردگی تیتانیم خالص تجاری به روش پوششدهی اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی در محلول شبیه ساز بدن | هفدهمین سمینار ملی مهندسی سطح |
بررسی ریزساختار و رفتار خوردگی پوشش سرامیکی ایجاد شده در محیط شبیه ساز بدن | علوم و مهندسی خوردگی |
Fabrication of hybrid nanocomposite Al2024/Gr/ZrO2 via friction stir processing and evaluation effect role of hybrid ratio in mechanical and wear properties | Mechanical Engineering Modares |
Study of the effect of ZnO nanoparticles addition to PEO coatings on pure titanium substrate: Microstructural analysis, antibacterial effect and corrosion behavior of coatings in Ringer's physiological solution | Journal of Alloys and Compounds |
Plasma Electrolytic Oxidation Coatings on Pure Ti Substrate: effects of Na3PO4 concentration on morphology and corrosion behavior of coatings in Ringer’s physiological solution | Journal of Materials Engineering and Performance |
عضویت در انجمنها:
عضویت در اتاق بازرگانی استان همدان
انجمن جوشکاری استان همدان
انجمن مهندسی خوردگی ایران
انجمن مهندسی سطح ایران
سوابق اجرایی:
مسئول فنی برگزیده از طرف وزارت علوم و تحقیقات در جشنواره حرکت و کارآفرینی
مسئول آموزش انجمن ارتباط با صنعت دانشگاه بوعلی سینا
کارآموزی : فولاد ویان استان همدان
مهارت وتوانمنديها :
آشنایی با نرم افزار طراحی اتوکد ( AutoCAD ) و سالید ورک (SolidWorks)
آشنایی با نرم افزار آباکوس
آشنایی با تستهای خوردگی و الکتروشیمیایی
آشنايي با تست هاي غيرمخرب در جوشکاری
آشنايي با دستگاهاي آناليز كمي و كيفي مواد
آشنايي با آلياژهاي غیرآهنی
آشنايي با فرآيندهاي فولادسازي
آشنايي با تجهيزات فولادسازي
تسلط كافي به منابع و پايگاه هاي اطلاعاتي و جستجوي اينترنتي
تسلط كافي به نرم افزارهاي Office (Word, Excel, Power Point, Outlook)
تسلط كافي به نرم افزارهاي گرافيكي (Photoshop, Paint)
تسلط كافي به زبان انگليسي ) مكالمه، ترجمه، درک مطلب(
تسلط كافي در ترجمه متون تخصصي مهندسي مواد و متالورژي
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...
قابل توجه دانشجویان مصاحبه دکتری: آخرین مهلت شرکت در مصاحبه دکتری برای کلیه رشته ها اعم از برق، کامپیوتر، مواد، صنایع و مکانیک برای دانشجویانی که موفق به انجام مصاحبه...
بدینوسیله فرزندان افتخار آفرین دانشکده مهندسی در سال 1401 را معرفی نموده و با عرض تبریک برای این عزیزان موفقیت روزافزون مسالت می نماید. ...