Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tạo lớp mạ tổ hợp kim loại Ni-nano TiO2, Cu-nano TiO2 kỵ nước

Luận án xác định các yếu tố ảnh hưởng của chế độ mạ cũng như hàm lượng và đặc tính hạt TiO2 đến quá trình phóng điện của ion Ni2+ trong dung dịch niken clorua và ion Cu2+ trong dung dịch đồng sunphat; xác định chế độ mạ và thành phần dung dịch mạ tối ưu tạo ra các lớp mạ tổ hợp Cu-nano TiO2 và Ni-nano TiO2 có tính kỵ nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tạo lớp mạ tổ hợp kim loại Ni-nano TiO2, Cu-nano TiO2 kỵ nướcBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ ------------------------------- LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU TẠO LỚP MẠ TỔ HỢPKIM LOẠI Ni-NANO TiO2, Cu-NANO TiO2 KỴ NƯỚC Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 62 52 03 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2016 Công trình được hoàn thành tại: Viện Khoa học và Công nghệ quân sựNgười hướng dẫn khoa học: 1. GS. TSKH Nguyễn Đức Hùng 2. PGS.TS Nguyễn Duy KếtPhản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thị Cẩm Hà ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà NộiPhản biện 2: PGS.TS Đặng Văn Đường Viện Khoa học và Công nghệ quân sựPhản biện 3: GS.TS Nguyễn Đức Nghĩa Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Luận án được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, vào hồi …… giờ ……. ngày …… tháng ……. năm 2016Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của luận án: Lớp mạ tổ hợp điện hóa được tạo thành khi đồng kết tủa các hạtrất nhỏ của một hay vài chất cùng với kim loại mạ. Công nghệ mạ tổhợp điện hóa đã tạo ra các lớp mạ kết hợp được tính chất của kimloại mạ và hạt tổ hợp, do vậy đang được quan tâm nghiên cứu vàphát triển. Lớp mạ tổ hợp cải thiện một số đặc tính của lớp mạ đơnnhư độ cứng cao, chịu mài mòn tốt hoặc có thêm các tính chất khácnhư kỵ nước, xúc tác hóa học... Đáp ứng được các yêu cầu để mạ tổ hợp thường là các hạt oxit(SiO2, Al2O3, TiO2...), hợp chất cacbua (SiC, WC...), hạt cacbon(than chì, CNTs)... Đặc biệt khi các hạt này ở kích thước nano cònlàm tăng đáng kể các tính chất đặc thù của vật liệu tạo nên lớp mạ.Cơ tính thường được cải thiện theo sự tăng hàm lượng hạt trong lớpmạ tới một giới hạn nhất định. Bằng chế độ mạ khác nhau cũng nhưlựa chọn hạt rắn phù hợp có thể tạo ra được các lớp mạ tổ hợp có cấutrúc mịn hay nhám theo yêu cầu. Một trong những cách làm có hiệuquả để cải thiện cơ tính của lớp mạ tổ hợp là sử dụng dòng xung. Titan đioxit (TiO2) là loại hạt màu trắng có nhiều ứng dụng đadạng như làm chất độn cho nhựa, sơn, mực, giấy và trong dược học.Trong công nghệ mạ tổ hợp, TiO2 còn được biết đến như là một hạtgia cường tăng độ cứng, độ chịu mài mòn, khả năng chống ăn mòncho các lớp mạ kim loại. Các vật liệu siêu kỵ nước là sự kết hợp giữa cấu trúc thô ráp củabề mặt và giá trị năng lượng bề mặt thấp rất phong phú về loại vậtliệu và phương pháp chế tạo cũng như khả năng ứng dụng. Trên đây chính là các căn cứ để nghiên cứu sinh lựa chọn và đềxuất đề tài luận án “Nghiên cứu tạo lớp mạ tổ hợp kim loại Ni-nanoTiO2, Cu-nano TiO2 kỵ nước”.2. Mục tiêu của luận án:- Xác định các yếu tố ảnh hưởng của chế độ mạ cũng như hàm lượngvà đặc tính hạt TiO2 đến quá trình phóng điện của ion Ni2+ trongdung dịch niken clorua và ion Cu2+ trong dung dịch đồng sunphat.- Xác định chế độ mạ và thành phần dung dịch mạ tối ưu tạo ra cáclớp mạ tổ hợp Cu-nano TiO2 và Ni-nano TiO2 có tính kỵ nước.- Xác định đặc tính và tính kỵ nước của các lớp mạ tổ hợp Cu-nanoTiO2 và Ni-nano TiO2. 23. Ý nghĩa của luận án:- Ý nghĩa khoa học: kết quả của luận án tạo cơ sở khoa học kỹ thuậtcho công nghệ điện hóa tạo lớp phủ nanocompozit kim loại với TiO2có tính năng đặc biệt như siêu kỵ nước, chống ăn mòn kim loại cao.- Ý nghĩa thực tiễn: góp phần xây dựng quy trình công nghệ mạ tổhợp tạo lớp mạ nanocompozit có chất lượng cao trong công nghiệp.4. Nội dung nghiên cứu của luận án:- Khảo sát ảnh hưởng của hạt TiO2 đến quá trình phóng điện của ionNi2+ trong dung dịch niken clorua và ion Cu2+ trong dung dịch đồngsunphat.- Khảo sát ảnh hưởng của hạt TiO2 đến cấu trúc tinh thể, hình tháihọc bề mặt và tính kỵ nước của các lớp mạ tổ hợp Cu-nano TiO2 vàNi-nano TiO2.- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: tốc độ khuấy dung dịch, mật độdòng điện, thời gian điện phân, nồng độ hạt trong dung dịch mạ đếnhàm lượng hạt TiO2 trên các lớp mạ tổ hợp Cu-nano TiO2 vàNi-nano TiO2.- Khảo sát ảnh hưởng của chế độ mạ xung đến cấu trúc tinh thể vàhình thái học bề mặt của lớp mạ tổ hợp Ni-nano TiO2.- Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng TiO2 trong lớp mạ và tínhkỵ nước đến một số tính chất của lớp mạ tổ hợp: tính bền hóa chất,bền ăn mòn, độ cứng.5. Phương pháp nghiên cứu của luận án:- Sử dụng các phương pháp điện hóa như đo đường cong phân cực,đo tổng trở quá trình mạ, phương pháp dòng tĩnh để đánh giá ảnhhưởng của hạt TiO2 tới sự phóng điện của các ion Ni2+ và Cu2+.- Sử dụng phương pháp phân tích phổ tán xạ năng lượng (EDX) đểxác định hàm lượng hạt TiO2 trong các lớp mạ tổ hợp Ni-nano TiO2và Cu-nano TiO2; phương pháp hiển vi điện tử quét SEM, đo góctiếp xúc để đánh giá tính kỵ nước và các yếu tố ảnh hưởng tới tính kỵnước của các lớp mạ.- Thông qua sự biến đổi một số tính chất của lớp mạ để đánh giá ảnhhưởng của hạt TiO2 và tính kỵ nước tới tính chất của lớp mạ tổ hợp.6. Bố cục của luận án: Luận án bao gồm: Mở đầu (4 trang); Chương 1. Tổng quan (41trang); Chương 2. Thực nghiệm và các phương pháp nghiên cứu (14trang); Chương 3. Kết quả và thảo luận (70 trang); Kết luận (3trang); 131 tài liệu tham khảo. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN1.1. Công nghệ mạ tổ hợp1.1.1. Cơ chế hình thành lớp mạ CEP Lớp mạ tổ hợp điện hóa (CEP) được hình thành trên cơ sở đồngkết tủa các hạt rắn trơ vào lớp kim loại mạ. Quá trình này có thể chiara làm 3 giai đoạn cơ bản: (1) Sự chuyển các hạt rắn không tích điện từ trong dung dịchđến gần bề mặt catôt. ...