تهیه لایه نازک TiO۲ بر روی زیرلایه کاشی لعاب دیده و تغییر رفتار آبدوستی به آبگریزی

هدف از این تحقیق ایجاد پوشش TiO۲ بروی زیرلایه کاشی با استفاده از روش سل– ژل و غوطه­وری می­باشد. در ابتدا پوشش TiO۲ از روش سل ژل تهیه گردید و سپس لایه­نشانی در سه مرحله با مدت زمان­های غوطه­وری متفاوت ( s۶۰، ۴۰ ،۲۰) انجام گرفت و در نهایت نمونه­ها در دمای ℃ ۴۵۰ کلسینه شدند. مشخصات فازی و ریزساختاری نمونه­ها با استفاده از آنالیز اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد تحلیل قرار گرفت. در نمونه­های با زمان غوطه­وری ۲۰ و۴۰ ثانیه فازهای غالب، فازهای زیرلایه شامل مولایت و کوراندوم می­باشند، درحالی که در نمونه  با زمان غوطه­وری ۶۰ ثانیه  فاز  غالب فاز آناتاز می­باشد. بررسی­های ریز ساختاری با استفاده ازمیکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که در زمان­های اولیه لایه­نشانی، جوانه­های اولیه TiO۲  تشکیل می­گردد و با افزایش زمان لایه­نشانی، پوششی در حدود nm ۵۰ روی جوانه­های اولیه رشد می­یابند. نتایج میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که کسر تخلخل سطحی نمونه­ها و زبری سطح با افزایش ضخامت لایه­نشانی از نمونه­ها  با زمان غوطه­وری ۲۰ ثانیه  تا زمان غوطه­وری ۶۰ ثانیه افزایش می­یابد. برای اصلاح سطح و کاهش انرژی سطحی پوشش TiO۲  از اسید استئاریک استفاده شده است. پس از اصلاح سطح نمونه­ها، نمونه­ با زمان غوطه­وری ۲۰ ثانیه دارای رفتار آبدوست و  نمونه­ها  با زمان غوطه وری ۴۰ و ۶۰ ثانیه رفتار آبگریزی نشان دادند. زوایای تماس نمونه­ها با زمان غوطه­وری۲۰ ،۴۰ و۶۰ ثانیه به ترتیب ° ۰۱/۹۹ ، °۲۳/۹۱ و °۴۲/۷۴ به دست آمدند. در نهایت مقاومت به سایش پوشش­ها با استفاده از آزمون سایش پین روی دیسک ارزیابی شدند و میانگین ضریب اصطکاک برای پوشش TiO۲ برای هر سه نمونه ۲/۰ به دست آمد.

کلیدواژه ها:

TiO۲ coating ، Hydrophobic ، Hydrophilic ، Abrasion resistance. ، پوشش تیتانیوم دی اکسید ، آبگریزی ، آبدوستی ، مقاومت به سایش