آخرین اخبار

نانو پوشش چیست؟

نانو
نوشته شده توسط تیم رصد علمنا

اغلب مواد و محصولات مورد استفاده ی ما نیاز به پوشش دارند؛ چون نباید در طی مراحل تولید، بسته بندی، ورود به بازار و مهم‌تر از همه در موقع مصرف، خواص و ویژگی‌های خود را از دست بدهند. پوشش عبارت است از یک “لایه” با ضخامتی کمتر از ماده ی پایه. پوشش ها دارای کاربردهای متنوعی از صنایع اتومبیل گرفته تا صنایع لوزام خانگی هستند. این پوشش ها سطوحی را که در معرض آسیب های محیطی مانند باران، برف، نمک ها، رسوب های اسیدی، اشعه ماوراء بنفش، نور آفتاب و رطوبت می باشند را محافظت می نماید. از طرفی پوشش ها قابلیت خش برداشتن، تکه تکه شدن و یا آسیب دیدگی در زمان استفاده، ساخت و حمل و نقل را دارند. با یافتن راه هایی می توان از آسیب دیدن روکش ها جلوگیری کرد. فناوری نانو ایجاد نانو پوشش ها را پیشنهاد می کند.
در حقیقت نانوپوشش ها گونه ای از لایه های نازک هستند که یا ابعاد آن ها در حد نانو می باشد، و یا زمینه ای (سُل) دارند که ذرات ریز در ابعاد نانو در آن پراکنده شده اند و خواص ویژه ای را به آن می بخشند.
یکی از مواردی که در حال حاضر فناوری نانو در آن به طور گسترده و مؤثری مورد استفاده قرار گرفته است، فرآیندهای پوشش دهی و به دنبال آن تولید مواد نانوساختار است. بررسی های انجام گرفته بر روی نانوپوشش ها نشان می دهد که خواص آن ها در بسیاری موارد نسبت به پوشش های معمولی بهبود چشمگیری دارد. نانوپوشش ها در مقایسه با پوشش های میکرومتری از ضریب انبساط حرارتی، سختی و چقرمگی بالاتر و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی، سایش و فرسایش برخوردار هستند.
تاکنون عمده تحقیقات انجام شده بر روی نانوپوشش ها مربوط به پوشش های با سختی بالا و فوق سخت(Super hard) است. پوشش های فوق سخت پوشش هایی هستند که سختی آن ها بیشتر از ۴۰ گیگا پاسکال است.

انواع نانوپوشش ها
چهار گروه مهم از نانوپوشش ها عبارتند از:

۱- پوشش های دانه ای (nano grade)

۲- پوشش های شبکه ای و چند لایه ای (super lattic)

۳- پوشش های لایه نازک (Thin films)

۴- پوشش های نانوکامپوزیتی

در ادامه به بررسی هر یک از این پوشش ها می پردازیم.

 پوشش های دانه ای
برای تولید پوشش های دانه ای از نانوذراتی استفاده می شود که ابعاد آن ها کمتر از ۵۰ نانومتر باشد. با چسباندن نانوذرات روی یک ماده ی زمینه ما پوشش های دانه ای خواهیم داشت. نانوذراتی همچون دی اکسید تیتانیم، اکسید مس، اکسید روی و آلومینا از این دسته اند.

پوشش های شبکه ای و چند لایه ای
این پوشش ها از هزاران لایه و هر لایه با ضخامتی در حدود ۱ تا ۵ نانومتر ساخته می شوند. هر لایه ساختار کریستالی خاصی دارد و از عناصر مختلفی نظیر نیکل، تیتانیم، وانادیم و آلومینیم ساخته می شوند. این پوشش ها بسیار متراکم بوده و چگالی بالایی دارند و به عنوان پوشش های چندلایه با دانسیته بالا نیز شناخته می شوند. استفاده از این نوع پوشش ها روی قطعات صنعتی باعث بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی آن ها و همچنین دوام قطعات شده است.

پوشش های لایه نازک
پوشش های لایه نازک از لایه های متناوب با فازهای مختلف تشکیل شده اند. این لایه ها سختی خواص سایشی خوبی دارند. دلیل افزایش سختی پوشش های نازک چندلایه، قرار گرفتن لایه های خیلی نازک با طول خط نابجایی متفاوت روی هم و در نتیجه نزدیک شدن استحکام به حد تئوری آن است. به دلیل متفاوت بودن طول خط نابجایی ها در هر لایه، نابجایی ها نمی توانند از یک لایه به لایه دیگر حرکت کنند چرا که طول خط نابجایی ها متفاوت است. همچنین لایه ها به قدری نازک هستند که منابع نابجایی به طور مستقل وارد عمل نمی شوند. بنابراین سختی این پوشش ها افزایش چشمگیری می یابد.

پوشش های نانوکامپوزیتی
در بین چهار نوع از پوشش های نانوساختار، پوشش های نانوکامپوزیتی بیشترین کاربرد را دارند، زیرا با استفاده از آن ها می توان خواص منحصر به فرد شیمیایی و فیزیکی را بر روی سطح قطعات ایجاد نمود.

 

درباره نویسنده

تیم رصد علمنا

دیدگاه شما چیست