Υβριδική κεραμική επικάλυψη για αντιδιαβρωτική προστασία κοινού χάλυβα

Ρηγινιώτη, Ισαβέλλα- Σιμώνη; Riginioti, Isavella Simoni

dc.contributor.author	Ρηγινιώτη, Ισαβέλλα- Σιμώνη	el
dc.contributor.author	Riginioti, Isavella Simoni	en
dc.date.accessioned	2019-04-01T07:49:29Z
dc.date.available	2019-04-01T07:49:29Z
dc.date.issued	2019-04-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48546
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15815
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υβριδική επικάλυψη	el
dc.subject	Αντιδιαβρωτική προστασία	el
dc.subject	Sol- gel	en
dc.subject	Κατεργασία μετάλλου	el
dc.subject	Τεχνική εμβάτισης	el
dc.subject	Hybrid coatings	en
dc.subject	Anticorrossion protection	el
dc.subject	Metal preparation	el
dc.subject	Dip-coating technique	el
dc.title	Υβριδική κεραμική επικάλυψη για αντιδιαβρωτική προστασία κοινού χάλυβα	el
dc.title	Hybrid ceramic coating for anticorrossion protection of carbon steel	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνολογία επιφανειών	el
heal.classification	Surface technology	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-17
heal.abstract	Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία μελετήθηκε η ανάπτυξη υβριδικών ανόργανων- οργανικών sol- gel επικαλύψεων με σκοπό την πρόσδοση αντιδιαβρωτικής ικανότητας στον κοινό ανθρακούχο χάλυβα St 37-2, ο οποίος αποτελεί προϊόν ευρείας κατανάλωσης στον τομέα της βιομηχανίας και τον κατασκευαστικό τομέα. Οι περισσότερες αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις που χρησιμοποιούνται σήμερα για την αντιδιαβρωτική προστασία των μεταλλικών υποστρωμάτων βασίζονται στην παρουσία ενώσεων του εξασθενούς χρωμίου, το οποίο έχει αξιολογηθεί ως εξαιρετικά τοξικό με ισχυρή καρκινογόνο δράση. Για τον λόγο αυτό επιβάλλεται η αντικατάσταση των χρωμικών επικαλύψεων με εναλλακτικές που θα είναι φιλικότερες προς το περιβάλλον. Οι sol- gel επικαλύψεις αποτελούν μία πολλά υποσχόμενη λύση στο πρόβλημα αυτό, εφόσον συνδυάζουν ικανοποιητικές αποδόσεις με μία φιλικότερη προς το περιβάλλον συμπεριφορά. Αποτελούν την προστατευτική πρώτη επίστρωση στο σύστημα της αντιδιάβρωσης με πολύ καλές ιδιότητες φραγμού. Για να εξασφαλιστεί επιπλέον η πολύ καλή πρόσφυσή τους στην επιφάνεια του χάλυβα διερευνήθηκαν, σε αρχικό στάδιο, διαφορετικοί τρόποι προκατεργασίας του μετάλλου. Οι τρόποι κατεργασίας που εφαρμόστηκαν συμπεριέλαβαν τη χρήση τριών διαφορετικών διαλυμάτων, ισοπροπυλικής αλκοόλης, καυστικού νατρίου (NaOH) και φωσφορικού οξέος (H3PO4). Σε επόμενο στάδιο, μέσω της μεθόδου sol- gel, επιδιώκεται η παρασκευή ενός υβριδικού ανόργανου- οργανικού υμενίου, όπου οργανοπυριτικά νανοσωματίδια με περιφερειακές εποξυ-ομάδες δημιουργούνται μέσω των αντιδράσεων υδρόλυσης και συμπύκνωσης των σιλανίων. Στη συνέχεια μέσω της τεχνικής εναπόθεσης με εμβάπτιση (dip- coating), τα σιλάνια του διαλύματος αυτοδιευθετούνται στο μέταλλο. Αναλόγως της πυκνότητας του παραγόμενου διαλύματος σιλανίων αναπτύχθηκαν δύο κύριες κατηγορίες υβριδικών επικαλύψεων. Η πρώτη κατηγορία αφορά την παραγωγή επικαλύψεων πυκνής σύνθεσης, ενώ η δεύτερη κατηγορία τροποποιεί την αρχική σύνθεση με την προσθήκη στο διάλυμα επιπλέον ml απιονισμένου νερού και με την χρήση του πολυμεθακρυλικού άλατος του αμμωνίου (Darvan- C) ως διασπορέα. Προκειμένου να ελεγχθεί η ποιότητα και η μορφολογία των επικαλύψεων χρησιμοποιήθηκε το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (SEM). Για να εξεταστεί παράλληλα η αντοχή των επικαλυμμένων δοκιμίων στη διάβρωση πραγματοποιήθηκαν δοκιμές Ποτενσιοδυναμικής Πόλωσης (PDS). Επιπλέον με την Φασματοσκοπία Υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FT- IR)- Φασματοσκοπία Υπερύθρου με την τεχνική της Αποσβένουσας Ολικής Ανάκλασης (ATR) μελετήθηκε η χημική δομή του υλικού της επικάλυψης. Τέλος για να ελεγχθεί η αντοχή των επικαλυμμένων επιφανειών στις χαραγές, διεξάχθηκαν δοκιμές εγχάραξης (scratch test), όπου με την συνδυαστική χρήση προφιλόμετρου εκτιμήθηκε το βάθος των παραγόμενων αποτυπωμάτων. Συμπερασματικά οι παραχθείσες υβριδικές ανόργανες- οργανικές επικαλύψεις της πυκνότερης σύνθεσης έδωσαν ικανοποιητικότερα αποτελέσματα στις συνθήκες διαβρωτικού περιβάλλοντος της δοκιμής PDS, ενώ παράλληλα υπέδειξαν στο Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης μεγαλύτερη ομοιομορφία και αισθητά λιγότερες ατέλειες στην επιφάνεια τους.	el
heal.abstract	This dissertation involves the research and development of hybrid inorganic and organic sol-gel coatings aiming to enhance the anticorrosive properties of common carbon steel St 37-2, a product widely used in industry and construction. Most anticorrosive coatings currently used to protect metal substrates are based on the presence of hexavalent chromium compounds. These have been proved to be exceptionally toxic with potent cancer-causing effects. It is necessary therefore, to replace chromic coatings with environmentally friendly alternatives. Sol-gel coatings constitute a highly promising solution to this problem, providing they can combine satisfactory anticorrosive performance with the necessary environmentally friendly performance. Sol- gel coatings constitute a protective first coating in an anti-corrosion system incorporating excellent barrier properties. Various methods of metal pre-treatment were initially investigated in order to ensure increased adhesion to the steel surface. The treatment methods applied included the use of three different solutions: isopropyl alcohol, caustic sodium (NaOH) and phosphoric acid (H3PO4). The next stage involved preparation of a hybrid inorganic organic film, via the sol- gel method, where organosilicon nanoparticles with peripheral epoxy functional groups are created through hydrolysis and silanes condensation reactions. Following the above, utilising submersion (dip-coating) deposition technique the solution silanes self adjust on the metal. Depending on the density of the silanes solution produced, two main categories of hybrid coverings were developed, the first category includes the production of dense composition coatings, while the second category modifies the initial composition with the addition in the solution of additional ml of deionised water and with the use of poly(methacrylate) product Darvan- C as a dispersant. In order to check the quality and the morphology of the coatings a Scanning Electron Microscope (SEM) was used. To simultaneously check erosion resistance of the coated specimens Potensiodynamic Polarisation Scan Spectroscopy (PDS) tests were carried out. Furthermore, the chemical structure of the coating material was studied by applying Infra-red Spectroscopy with Fourier transformation (FT- IR) –Infra-red Spectroscopy with the Attenuated Total Reflection (ATR) technique. Finally, in order to check the resistance of the film coated surfaces, indentation tests (scratch test) were carried out. The depths of produced indentations were measured with the use of a profilometer. In conclusion, the coatings produced with denser hybrid inorganic-organic composition gave more satisfactory results in the corrosive environment of the PDS trial conditions, while at the same time presenting an increased surface uniformity with considerably fewer imperfections as verified by the Scanning Electron Microscope.	en
heal.advisorName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.committeeMemberName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάννα	el
heal.committeeMemberName	Παπαευθυμίου, Σπύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλουργίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	172 σ.
heal.fullTextAvailability	true