การชุบเคลือบผิวนาโนคอมพอสิต Zn-Ni-Tio₂ ด้วยไฟฟ้า (ปีที่ 2)

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการชุบเคลือบ Zn-Ni-TiO₂ บนแผ่นเหล็กด้วยไฟฟ้าเพื่อปรับปรุงสมบัติด้านความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งของผิวชุบ โดยนำ TiO₂ Sol ที่ผ่านการสังเคราะห์ด้วยเทคนิคโซลเจลมาเติมในสารละลายชุบเคลือบ Zn-Ni จากนั้นได้ศึกษาสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีของผิวเคลือบโดยทำการปรับเปลี่ยนตัวแปรในการชุบเคลือบ ซึ่งได้แก่ ความเข้มข้นของนิกเกิลไอออนและสังกะสีไอออน ค่า pH ปริมาณ TiO₂ Sol รวมถึงศึกษาผลของการชุบด้วยกระแสตรงและกระแสพัลส์ จากการศึกษาพบว่า สามารถทำการเตรียมผิวเคลือบ Zn-Ni-TiO₂ ที่ประกอบด้วย 81.31%Zn-17.09%Ni-0.59%Ti ได้จากสารละลายชุบเคลือบที่ประกอบด้วย ZnCl₂ ความเข้มข้น 10 g/l NiCl₂ ความเข้มข้น 20 g/l TiO₂ Sol 10 ml/l ที่ pH 3 โดยชุบด้วยไฟฟ้ากระแสตรงความหนาแน่นกระแส 3 A/dm² ซึ่งลักษณะสัณฐานวิทยาของผิวเคลือบ ZnNi-TiO₂ ที่ได้จาก SEM แสดงให้เห็นว่า การชุบด้วยกระแสพัลส์ให้เกรนที่มีความละเอียดกว่าการชุบด้วยกระแสตรง อย่างไรก็ตามยังคงตรวจไม่พบการเคลือบติดของ TiO₂ Sol บนผิวเคลือบ ผลการวิเคราะห์ด้วย XRD พบว่า ผิวเคลือบดังกล่าวประกอบด้วยเฟส γ–Ni₅Zn₂₁ เพียงเฟสเดียวโดยมีการจัดเรียงโครงสร้างผลึกในระนาบ 330 และ 600 สำหรับการตรวจสอบสมบัติของผิวเคลือบพบว่า ผิวเคลือบ 81.31%Zn-17.09%Ni-0.59%Ti ที่เตรียมได้จากงานวิจัยนี้มีสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีที่สุด ซึ่งผลการวัดด้วยเทคนิคโพเทนชิโอไดนามิกโพลาไรเซชันให้ค่าอัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ 0.051 mmpy และการทดสอบด้วยเทคนิคอิมพีแดนซ์สเปคโทรสโคปีได้ให้ผลที่สอดคล้องกัน การมีสมบัติสะท้อนน้ำได้ดีขึ้นของผิวเคลือบ Zn-Ni-TiO₂ ยังเป็นการบ่งชี้ว่าผิวเคลือบดังกล่าวมีแนวโน้มต้านทานการกัดกร่อนในสภาวะแวดล้อมที่มีความชื้นได้ดี นอกจากนี้ยังพบว่าผิวเคลือบ Zn-Ni-TiO₂ ให้ค่าความแข็งที่สูงกว่าผิวเคลือบ Zn-Ni อีกด้วย