:: AZoNanotechnology artikel
.jpg)
Emner Overdækket
Baggrund
Indledning
Gennembrud i udvikling af hybrid Sol-Gel
Evaluering af egenskaber og ydeevne af hybrid Sol-Gel Coatings
Resumé
Baggrund
Meri (tidligere MRI) har været et center for forskning ekspertise i materialer siden 1990. Denne ekspertise blev anerkendt i 2001, da Research Assessment Exercise (RAE) udstedt en 5 rating til den forskning, der udføres ved MR-scanning. Dette gør Meri den højeste nominelle afdeling af sin art i den nye universitetssektoren og bedømt sammen med de materialer afdelinger af universiteter som Liverpool og dronning Marys.
Meri er forsknings-og konsulentvirksomhed aktiviteter støttes af en stor avanceret udstyr basen lige fra de nyeste elektronmikroskoper til high performance computing hardware.
Indledning
Korrosion plager byggeriet og koster den britiske økonomi ca 3-4% af BNP. En fælles strategi anvendes for at forhindre korrosion er at anvende belægninger. Historisk set nogle af de mest effektive coating systemer til metaller (herunder forbehandlinger, primere og top-frakker) indeholder kræftfremkaldende stof Chrom VI (Cr 6 +). Gældende miljølovgivning er nu at reducere eller indføre et totalt forbud mod anvendelse af Cr (VI)-baserede systemer. Dette har medført, at søgningen efter alternative systemer, der tilbyder lige korrosionsbestandige egenskaber.
En potentiel alternativ pre-treatment/primer, den ene som vinder interesse og popularitet, er at " sol-gel ', hvor' Sol 'er partikler (mellem 0,0001 og 0.001mm i størrelse) spredt og suspenderet i en væske, og hvor 'gel' kan opfattes som en flydende og faste spredt «i hinanden".
Til dato er det store flertal af anvendelser af sol-gel er baseret på rent uorganisk formuleringer, typisk silica-eller aluminium-baserede, som henholdsvis producerer silica / ilt og aluminium / ilt molekylære netværk. Disse systemer kræver lange hærdetider eller en høj kur temperatur (ofte over 300 ° C), som hidtil har begrænset vifte af applikationer for denne type belægning. Endnu vigtigere er, de har en begrænset lagtykkelse (mindre end 0.001mm for en enkelt-lags system), og er ufleksible, så ofte crack.
Gennembrud i udvikling af hybrid Sol-Gel
For nylig forskere ved Materialer & Engineering Research Institute ved Sheffield Hallam University har lavet et gennembrud i udviklingen af hybrid sol-gel , som indeholder både uorganiske og organiske komponenter. Den økologiske komponent er typisk kulstof-baseret - og den deraf følgende silica-ilt og silicium-carbon obligationer give en række egenskaber, der skal udvikles, herunder varierende grader af hydrophilicity / hydrofobicitet (evnen til at absorbere eller rejektvand henholdsvis), fleksibilitet og evne til at functionalise de belægningen ved at indkapsle materialer med specifikke egenskaber.
Rækken af hybrid belægninger øjeblikket udvikles er fleksible, tykkere (op til 0.015mm), og afhængigt af den uorganiske / organiske forhold, der kan helbredes ved relativt lave temperaturer til tider ned til et tocifret antal sekunder. Dette har skabt mulighed for at anvende sol-gel belægninger for høj lydstyrke in-line applikationer.
Alternativt, hvis der er mere tid til rådighed hærdning er det muligt ved stuetemperatur, hvilket har muliggjort 'biologisk aktive «belægninger, og her, den biologisk aktive komponent forhindrer enhver naturligt forekommende mikrober i miljøet koloniserer overfladen og producere en" bio-film' , dvs, begroning, som kan føre til meget lokal 'mikrobiel-induceret korrosion'.
Desuden indfører varierende den uorganiske / organiske komponenter og nøgletal andre interessante muligheder. For eksempel giver tilsætning af visse sjældne jordarters korrosionsinhibitorer (såsom cerium nitrat) forbedret korrosionsbestandighed og "selvhelbredende" kvaliteter. Med andre ord kan en ridset overflade se en lille mængde af lokaliseret korrosion efterfulgt af passivering af den udsatte metallet på bunden websted, men ville ikke markere starten på mere udbredt korrosion.
Evaluering af egenskaber og ydeevne af hybrid Sol-Gel Coatings
En række laboratorieforsøg er udført for at evaluere egenskaber og udførelsen af disse belægninger , herunder neutral salt spray og prohesion tests, simpel langsigtet fordybelse, elektrokemisk impedans spektroskopi, vedhæftning og fleksibilitet bøje prøver og cut-kant korrosion test.
Desuden har en række feltforsøg udført - det mest bemærkelsesværdige, som hidtil har været ved Thames Barrier i London.
En ny variant af sol-gel belægning er nu ved at blive produceret. Dette system er fri for opløsningsmidler (100% vand-baseret), og har desuden den miljømæssige fordel, at ingen flygtige organiske forbindelser (VOC) frigives under hærdeprocessen.
Resumé
Sammenfattende sol-gel har systemer potentielle anvendelsesmuligheder i en lang række områder, herunder forbehandling og primere. Hertil kommer, sol-gel kan bruges i en bred vifte af arkitektoniske og byggeri applikationer, enten som et beskyttende top-coat for at forhindre overfladekorrosion forringe æstetik eller som en primær belægning for at støtte en række af den endelige top frakker.
Kilde: Meri - Materialer og Engineering Research Institute
For mere information om denne kilde kan du besøge Meri - Materialer og Engineering Research Institute .