Exjobbsförslag från företag

Detta är ett uppsatsförslag hämtat från Nationella Exjobb-poolen. Klicka här för att komma tillbaka till samtliga exjobbsförslag.

Förslaget inkom 2003-09-17

Sol-gel beläggningar för användning inom verkstadsindustritillämpningar

OBS! ANSÖKNINGSTIDEN FÖR DETTA EXJOBB HAR LÖPT UT.
Institutet för Metallforskning, IM utvecklar och förbättrar material och processer för materialframställning samt studerar nya materials uppträdande i verkstadsteknisk tillverkning och i mekaniska konstruktioner. Institutet är ett av Nordens ledande industriforskningsinstitut med ca 100 anställda. Forskning och utvecklingsarbete sker i ett nära samarbete med svenska och internationella företag inom stål-, metall-, elektronik-, verkstads- och kraftindustrin.

Ett stort antal olika typer av beläggningar har fram till idag framställts med sol-gel teknik. Vissa av dessa utnyttjas idag i praktiska industritillämpningar, de flesta med användning inom optikområdet men även skikt med goda elektroniska, magnetiska samt kemiska och mekaniska funktioner har omnänts. Intressantast för IMs kunder är nog skikt med kemiska och mekaniska funktioner. De kemiska funktioner som omnämns i litteraturen är korrosionsskydd; SiO2, B2O3-SiO2, ZrO2, CeO2-TiO2. Passivering av halvledare; Al2O3, Si-O-N, Si3N4 samt barriärer som motverkar alkalidiffusion; främst SiO2.

Med hjälp av sol-gel tekniken framställs oorganiska beläggningar ur lösningar innehållande metallföreningar som sedan hydrolyseras och polykondenseras till polymerer eller partiklar varvid lösningen övergår till att bilda en sol. Vidare reaktion binder samman partiklarna till en gel. Torkning och värmning av gelen ger slutprodukten. Värmbehandlingen bestämmer mycket av slutegenskaperna t.ex. ger en värmning till flera hundra grader en glasartad slutprodukt. Processen är enkel och består förenklat av tre steg; doppning/applicering, torkaning och värmebehandling. Tekniken kan alltså användas för såväl enkel doppbeläggning sam mer storskalig beläggning av kontinuerliga band.

Skikt med korrosionsskyddande funktion:
De skikt som ovan nämns för korrosionsskydd är alla mycket kemiskt stabila och kommer att kemiskt skydda metallsubstratet mot oxidation och korrosion. SiO2 och B2O3-SiO2 används framförallt som skydd mot oxidation och angrepp av starka syror. SiO2 beläggningar på rostfritt stål ger enligt vissa forskare ett mycket effektivt skydd mot oxidation och korrosion. T.ex. gav enligt De Sanctis ett 0,4 m tjockt skikt av SiO2 en tiopotens minskning vid statisk oxidation och nästan 20 ggr mindre angrepp vid doppning av 316 material i kokande 36% HNO3 under 36h. För att öka duktiliteten hos skikt av nämnda typ, vilket behövs om t.ex. plåt skall beläggas och sedan formas (exempelvis bandlackering), kan skikt byggas från material av typen CH3Si(OC2H5) 3. SiO2 -skikt modifierade med polyfluoroalkoxy-silaner har visat sig ha en unik förmåga att stöta ifrån sig såväl vatten som olja. Denna typ av beläggninga skapas utgående från en lösning av CF3CF2CF2C(CF3)2(CH2)3Si(OC2H5)3-Si(OC2H5)4-H2O-HCl.

Skikt med en mekanisk funktion:
Flera forskare har visat att hårda, tunna skikt med en tjocklek på ca 0,1 m kan tillverkas med hjälp av tekniken och multilagerskikt på 1-3 m anses kunna öka motståndet mot repning och annan mekanisk påverkan effektivt. Exempel på sådana skikt är SiO2, Al2O3 och ZrO2.
En förbättring av hårdheten och därmed repmotstånd mm. kan enligt många forskare förväntas om mjuka metaller beläggs med ovan nämnda beläggningar. Oorganiska-organiska kompositmaterial baserade på keramoxider som, SiO2, TiO2, Al2O3 och ZrO2, tillsammans med organiska grupper som epoxy och metylakrylat, erhåller en kombination av egenskaper som utgångsmaterialen uppvisar.

Projektets målsättning är att genom en inledande litteraturstudie samt ett fåtal försök fastställa tekniknivån och forskningsfronten beträffande sol-gel beläggning av ytor. Substrat av främst stål, rostfritt stål, aluminium och polymera material skall beaktas. Denna litteraturstudie skall sedan ligga till grund för ett större experimentellt arbete.

En inledande litteraturstudie över sol-gel tekniken genomförs. Med litteraturstudien som bas väljer projektkommitten ut ett fåtal skikt för laboratorief

  GÅ TILL XJOBB.NU FÖR FULLSTÄNDIG INFO OM DETTA EXJOBB




Informationen om uppsatsförslag är hämtad från Nationella Exjobb-poolen.