مقدمه:

خوردگی یکی از معدود موارد طبیعی است که اثر خود را هم در مراحل ساخت، تولید و بهره‌برداری نمایان می‌سازد و هم منابع عظیمی را نیز در مرحله حفاظت و نگهداری به خود اختصاص می‌دهد.

به این معنی که برای جلوگیری از خسارت‌های اقتصادی و زیست‌محیطی ناشی از خوردگی باید انرژی و هزینه مصرف شود.

حفاظت کاتدیک یکی از روشهای رایج جهت جلوگیر از خوردگی فلزات میباشد که معمولا با هزینه همراه میباشد.

طی سال های اخیر با پیشرفت های حاصل شده در علم نانو با کمک پوشش های نانویی بر روی فلزات تا حدود زیادی از لزوم استفاده از حفاظت کاتدیک کاسته شده است.

برای خوردگی تعاریف فراوانی ذکر شده است.

در استاندارد ۸۸۰۴ISO، خوردگی به‌شکل واکنش فیزیکی – شیمیایی متقابل بین فلز و محیط اطرافش تعریف شده است که ماهیت الکتروشیمیایی داشته و نتیجه آن تغییر در خواص فلزی است.

این تغییرات ممکن است منجر به از دست رفتن توانایی عملکرد فلز، محیط یا سیستم شامل آن‌ها شود.

خوردگی یک فرآیند کاملاً طبیعی است و منجر به کاهش سطح انرژی آزاد یک سیستم می‌شود.

کاربردهای نانوفناوری در کنترل خوردگی:

۱- پوشش‌های چند لایه‌ای نانویی

اخیراً پوشش‌هایی گسترش پیدا کردند که دارای چندین لایه هستند که هر لایه در این پوشش، هدف خاصی را دنبال می‌کنند.

پاین پوشش‌ها در چرخنده‌ها، موتورها، سوئیچ‌های الکترونیکی و سنسورها کاربرد فراوان دارد.

یکی از خصوصیات منحصر به فرد این پوشش این است که زمانی که پوشش‌ها آسیب دیده و باید عوض شوند، به‌راحتی از روی سطح برداشته می‌شود.

همچنین در بین لایه‌های این پوشش از لایه‌های حس‌گر استفاده می‌شود که قادر است آسیب‌دیدگی مکانیکی و خوردگی را تشخیص دهد.

شرکت NANOMAG، پوشش‌هایی از جنس نانو کامپوزیت که مقاوم در برابر خوردگی می‌باشد، تولید می‌کند که این پوشش‌ها جایگزین پوشش‌های پایه کروم خطرناک می‌شود.

این پوشش برای آلیاژهای منیزیم مخصوصاً برای احتیاجات صنایع خودروسازی، هوا – فضا و هوانوردی مناسب می‌باشد.

منیزیم که یک سوم از آلومینیوم و ۸۰ درصد از فولاد سبک‌تر است به‌طور فزاینده‌ای از زمان اولین حضورش در ماشین‌های مسابقه در طول سال‌های ۱۹۲۰، برای این هدف استفاده شده است.

کاربردهای آلیاژهای پایه منیزیم هم‌اکنون تا پوشش‌های دنده، لوله‌های چندشاخه ورودی، و پوشش‌های سرسیلندرها نیز امتداد پیدا کرده و حتی چرخ‌ها، بخش‌های بدنه و قسمت‌های اصلی فرمان را نیز در بر گرفته است.

۲-پوشش‌های استثنایی آلیاژی با ساختار نانو مقاوم در برابر خوردگی

تحقیقات انستیتوی شیمی با همکاری انستیتوی Semi conductors (نیمه رساناها) باعث خلق و ابداع تعداد زیادی پوشش‌های جدید از آلیاژهای فلزی با ساختار نانو شده‌اند که برای مقاومت در برابر خوردگی فوق‌العاده بالایشان، مورد توجه قرار گرفته‌اند.

این پوشش‌ها از طریق پاشش مغناطیسی فلز شکل گرفته‌اند.

ساختار نانوکریستال‌های این پوشش‌ها لایه‌های اثرناپذیر پایدار را به‌وجود می‌آورند که ویژگی‌های ناقص و معیوب پوشش‌های قدیمی را ندارند.

مشاهده شده است که پوشش‌ها با ساختار نانوکریستال، نسبت به پوشش‌ها دارای ساختار بی‌شکل، مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند.

۳– فولاد ضدزنگ با مقاومت خوردگی فوق‌العاده بالا

مشکل اصلی آلیاژهای فولادی استحکام پایین آن است که مصرف آن را در کاربردهای مقابله با خوردگی کاهش می‌دهد.

شرکت Sandvik با استفاده از فناوری نانو و با اضافه کردن نانو ذرات در مرحله ذوب توانسته آلیاژهای فولاد ضدزنگ با مقاومت خوردگی بالا، انعطاف‌پذیری مناسب قبل از عملیات حرارتی و استحکام بالا بعد از عملیات حرارتی تولید کند.

با استفاده از این فناوری می‌توان فولاد ضدزنگ را جایگزین آلومینیوم کرد.

با این آلیاژ قادریم با هزینه کمتر، همان استحکام و وزن را بدست آوریم.

کاربردهای قابل تصور برای این آلیاژ در شاسی (بدنه ماشین) سبک وزن، ابزار ورزشی و تجهیزات پزشکی است.