تهیه ترکیب128 های CrN و Cr2N در جو نیتروژن با روشی جدید و مطالعه TGA و DSC واکنش های مربوط

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 13، دوره 16، شماره 2، شهریور 1401، صفحه 128-133   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.1946628.1999

نویسنده

سید علی اکبر سجادی^*

دانشیار شیمی معدنی، پژوهشکده علوم و فناوری های انرژی، آب و محیط زیست، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

چکیده

       در دهه گذشته، پوشش‌های نیترید فلزهای واسطه، به ­طور عمده بر پایه کروم، به­ دلیل کاربردهای بالقوه در بسیاری از زمینه‌ها مانند پوشش‌های مغناطیسی، الکترونیک و تجهیزات نوری و تزئینی توجه قابل­ توجهی را به خود جلب کرده‌اند. ترکیب ­های  کروم نیترید (CrN) به ­دلیل ویژگی ­های مکانیکی مطلوب (مقاومت در برابر سایش، ضریب اصطکاک کم و سختی بالا) و ویژگی شیمیایی (مقاومت در برابر اکسایش و خوردگی) برای محافظت در برابر سایش و خوردگی کاربردهای زیادی پیدا کرده­اند. در این پژوهش تهیه ترکیب های  CrN و  Cr₂N در جو نیتروژن انجام شده است. بدین منظور در حین تهیه رفتار گرمایی مواد موجود در محیط واکنش با دو روش تجزیه وزن­ سنجی گرمایی (TGA) و گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) تحت جو گاز نیتروژن از 25 تا C° 1600 بررسی شد. در فواصل دمایی مشخص انتالپی واکنش محاسبه شد. نتیجه ­ها تایید کردند که در جو نیتروژن واکنش کروم بین 100 تا C° 1600 در دو مرحله جداگانه (هر دو گرماگیر) رخ می ­دهد. شناسایی فراورده به­ دست ­آمده با پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. نتیجه ­های به ­دست­ آمده از هر دو روش  (DSC و TGA)، پدیدآمدن ترکیب­ های متفاوت نیترید کروم را تایید می­ کردند. ریخت­ شناسی فراورده به ­دست­آمده با میکروسکوپ الکترونی  روبشی (SEM) انجام شد.
 

کلیدواژه‌ها

کروم؛ تجزیه گرمایی؛ کروم نیترید؛ DSC و TGA

مراجع

[1] Shan, C.; Hou, X.; Choy, K.; Choquet, P.; Surface and coatings thechnology  202(10), 2147-2151, 2008.

[2] Lee, S.; Kakati, N.; Maiti, J.; Jee, S.; Thin Solid Films 529, 374-379, 2013.

[3] Al Zoubi, W.; Yoon, D.K.; Ko, M.L.; Journal of Molecular Liquids 308, 113160, 2020.

[4] Vetter, J.; Surface and Coatings Technology 76-77, 719-724, 1995.

[5] Huang, M.; Mishra, S.B.; Liu, S.; ACS Sustainable Chemistry & Engineering 5(9), 8127-8136, 2017.

[6] Zhang, H.; Ping Li, P.; Wang, Z.; Cui, W.W.; Zhang, Y.; Zheng, S.; ACS Sustainable Chemistry & Engineering 6(5), 6811-6819, 2018.

[7] Zhao, Z.B.; Reck, Z.U.; Yalisove, S.M.; Billelo, J.C.; Surface and Coatings Technology 185(2), 329-339, 2004.

[8] Wiecinski, P.; Smolik, J.; Garbacz, H.; Kurzydlowski, K.J.; Thin Solid Films 519(12), 4069-4073, 2011.

[9] Fenker, M.; M. Balzer.; H. Kappl.; Thin Solid Films 515(1), 27-32, 2006.

[10] Das, B.; Behm, M.; Lindbergh, G.; Reddy, M.V.; Advanced Powder Technology 26(3), 783-788, 2015

[11] Feng, W.; Li, D.; Li, W.F.; Ma, S.; Li, Y.B.; Xiong, D.K.; Zhang, W.S.; Zhang, Z.D.l.; Journal of Alloys and Compounds 425(1-2), 4-9, 2006.

[12] Shen, L.; Sun, N.; Cheng, T.; Cui, Q.; Materials Letters  62(10-11), 1469-1471, 2008.

[13] Conde, A.; Cristóbal, A.B.; Fuentes, G.; Tate, T.; de Damborenea, J.; Surface and Coatings Technology 201(6), 3588-3595, 2006.

[14] Lin, J.; Mishra, B.; Moore, J.J.; Sproul, W.D.; Surface and Coatings Technology  202(14), 3272-3283, 2008.

[15] Hu, X.; Qiu, L.; Pan, X.; Zhang, J.; Li, X.; Zhang, S.; Dong, C.; Vacuum 199, 110902, 2022.

[16] Mayrhofer, P.; Willmann, H., Mitterer, C.; Surface and Coatings Technology 146, 222-228, 2001.

[17] Meng, C.; Yang, L.; Wu, Y.; Tan, J.; Dang, W.; He, X.; Ma, X.; Journal of Nuclear Materials 515, 354-369, 2019.