خوردگی

بخارهای اسید فرمیک واستیک از ارگی چوبی قدیمی باعث خورده شدن لوله های سربی آن میشود. این اسیدها به آرامی و به مرور در طول استفاده از ارگ و یا زمانی که ارگ استفاده نمی شود از آن ساطع می شوند. برای جلوگیری از این پروسه می توان سطح چوب را با یک لایه با خواص قلیایی پوشش داد. اگرچه، پوشش ی که ظاهر چوب را تغییر دهد و لایه ای نامشابه با لایه ی زیرین ایجاد کند، پیشنهاد نمی شود. به همین دلیل ما از روشهای جدیدی چون (تکنولوژی ذرات نانو) که کاربرد موفقی در درمان اسیدیته نمونه های چوبی از کشتی واسا داشت، استفاده کردیم. نانو ذرات هیدروکسید کلسیم(یا منیزیم) با اندازه ذرات 150-30 نانومتر، توزیع مناسبی از ذرات به روش غوطه وری یا اسپری کردن، سطح چوب را میپوشاند. ذرات با cO2 هوا واکنش داده و یک لایه قلیایی کربناته تشکیل می دهد که بخارات اسیدی را خنثی می کند. نتا یج نشان داد، انتشار بخارات اسیدی فرار از نمونه های درمان شده بسیار پایین بود در طول 13 ماه اول، (کمتر از 70 میکرو گرم بر مترمربع در ساعت)درحالیکه در نمونه های درمان نشده میزان بخارات اسید استیک 400-200 میکرو گرم بر مترمربع در ساعت بوده است.

پدیده بیماری برنز مهم ترین عامل تخریب اشیاء برنزی محسوب می شود. تاکنون روش های مختلفی برای مقابله با آن ارایه شده است. بازدارنده های شاخصی که برای این منظور مورد استفاده قرار گرفته اندBTA و AMT می باشند. این بازدارنده ها در حین کنترل بازدارندگی، سمی و سرطان زا هستند. در شرایط ایده ال این بازدارنده ها قادر به کند کردن فعالیت یون کلر هستند ولی بعد از دوره درمانی دچار برخی از تأثیرات جانبی می شوند. در این پژوهش برای برطرف کردن چنین مشکلاتی، بازدارنده طبیعی اقاقیا در غلظت های ppm200 تا ppm1800 در محیط خورنده محلول سدیم کلرید M5/0 بر روی آلیاژ برنز با درصد شبیه به آلیاژهای باستانی (Cu-10Sn) به روش دستگاهی پتانسیو استات، روش کاهش وزن و محوطه رطوبت ساز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیزها اگر چه حاکی از قدرت بازدارندگی اقاقیا هستند اما در تصاویر و آنالیز SEM-EDX خوردگی مرزدانه ای بر روی سطوح کوپن ها مشهود است.

سکه بهترین ماده برای تشخیص دوره های تاریخی و فرهنگی و شناسایی ویژگی های دقیق دوره هاست. در سال 1393 کاوش هایی توسط هیئت باستان شناسی به سرپرستی نوری و جاوری در محوطه تاریخی فیض آباد کاشان انجام شد که علاوه بر به دست آمدن بخش هایی از بافت این روستا، روی کف یکی از آن ها پنجاه عدد سکه مسی در عمق دو و نیم متری به صورت یک جا در مساحت حدود یک مترمربع به دست آمد. این سکه ها مهم ترین داده های تاریخ دار به دست آمده از کاوش های باستان شناسی از این منطقه است. هدف این پژوهش خوانش خط، شناخت شیوه ساخت و ضرب این سکه ها، شناسایی ترکیب شیمیایی و نوع آلیاژ آن ها است که در این راستا از روش های متالوگرافی، میکروسکوپ روبشی (SEM) مجهز به سیستم میکرو آنالیز شیمیایی EDS و رادیوگرافی استفاده گردید. تصاویر میکروسکوپ SEM و همچنین نتایج آنالیز عنصری (EDS) نشان می دهند که سکه های مکشوفه آلیاژی از مس، سرب و قلع دارای ریزساختار دوقلویی مکانیکی هستند. ریزساختار حکاکی شده سکه ها علائمی از تبلور مجدد و همراه با خطوط لغزش باقیمانده از مراحل ضرب سکه را نشان می دهند؛ همچنین خوانش نسبی خط و نقش موجود بر روی برخی از سکه ها و شباهت و تطبیق این سکه ها با سکه های ایلخانی بیان گر آن است که این سکه ها احتمالاً متعلق به دوره ایلخانیان در ایران است.

در ایران سالانه مخارج سنگینی جهت بازسازی سازه های بتن آرمه که در اثر نفوذ عوامل خورنده صورت می گیرد هزینه می شود.خوردگی میلگرد های فولادی یکی از مهم ترین عوامل خرابی این سازه ها در مناطق خورنده به شمار می آید.به دلیل تاثیرات منفی سولفات ها و یون های کلر، حفظ پایایی میلگرد ها دارای اهمیت خاصی است. افزایش حجم محصولات خوردگی نسبت به فولاد اولیه باعث ایجاد ترک در سازه شده و باعث تسریع کاهش عمر مفید سازه می شود. جهت کاهش این خسارت های جبران ناپذیر ناشی از پدیده خوردگی و افزایش دوام سازه ها باید تمهیداتی در نظر بگیریم تا مقاومت میلگرد ها را افزایش و تاثیرات عوامل خورنده را کاهش دهیم. در این پژوهش به بررسی و ارائه راهکارهایی برای به حداقل رسانیدن خوردگی میلگرد های فولادی در سازه های بتن آرمه می پردازیم.

خوردگی یکی از مهمترین معضلات صنعت در ایران است. برآورد شده که فقط در سال 1375 ضرر و زیان مستقیم اقتصادی صنایع ایران از خوردگی حدود سی برابر سرمایه گذاری دولت در بخش صنعت در همان سال بوده است. در این مقاله با مقایسه ایران و جهان از نظر مسائل مربوط به زیانهای خوردگی و سابقه علم و مهندسی خوردگی، پیشنهاداتی برای بهبود جایگاه واقعی آموزش در نظام مهندسی ایران ارائه گردیده است.

نعلین کعبه موزه فرش ایران یک جفت کفش فلز آلیاژ مس اثر استاد پرویز تناولی در فضای روباز است. این اثر به عنوان جزیی از یادمان کعبه در سبک ساده گرایی مینیمالیسم در محوطه موزه فرش ایران ساخته شده است. اندازه نعلین در مقیاس واقعی خلق شده است. روی سطح نعلین به وسیله شیارهای ریز و ظریفی به منظور القای حس زیبایی شناسانه و جلوی بصری بافت دار شده است. همچنین یک پاتین هنری تیره رنگ بر روی سطح اثر توسط هنرمند ایجاد شده است داخل نعلین محل تجمع گرد و غبار خس و خاشاک فضای سبز محیط پیرامون بوده است. علاوه بر این طی سالیان متمادی و ارتباط با زمین تحت تاثیر شرایط جوی مانند بارندگی های سالیانه اختلاف دمای در فصل مختلف سال و آلاینده های محیط شهری همچون بارانهای اسیدی قرار گرفته است. سطح نعلین با محصولات خوردگی سبز رنگ و رسوبات کربناتی شکل مخدوش شده است. همچنین در رسوبات سبز رنگ یون کلر به عنوان عامل بیماری برنز به حضور نانتوکیت و هیدروکسی کلریدهای مس همچون آتا کامیت پارا تا کامیت کلینو آتاکامیت و بوتالاکیت با خوردگی فعال آلیاژهای مس مرتبط می باشد. هدف از این عملیات حفظ پایداری و جلوگیری از قرارگیری بیشتر در برابر عوامل آسیب رسان محیط شهری تعریف شده است. به منظور ارزیابی و مستندنگاری وضعیت موجود اثر عکس برداری دیجیتال در مقیاس ماکروسکوپی و میکروسکوپی صورت گرفته است. به منظور پاکسازی و حذف رسوبات سطحی از روش های مکانیکی توسط اسکالپ و دستگاه التراسونیک بهره گرفته شده و از روش ضمادگذاری برای حذف رسوبات حجیم از محلول نمک راشل و اسید کلریدریک ۲ به صورت موضعی کنترل شده و محدود استفاده شد. به منظور ایجاد بازدارندگی سطح از محلول ۳ BTA و به عنوان پوشش دهنده سطحی اثر از محلول اپوکسی پلی آمید استفاده شده است.

اشیای مطالعه شده در این پژوهش دو خنجر مفرغی متعلق به محوطه باستان شناسی گَروی منسوب به اواخر عصر مفرغ و اوایل عصر آهن هستند که فاقد تزیینات اند و خوردگی و اکسیدشدگی روی سطح شان هوید است. هدف این پژوهش مطالعه فن شناسیِ اشیای مذکور از طریق انجام مطالعات تطبیقی و باستان شناسی به روش کتابخانه ای و انجام مطالعات فن شناسی و آسیب شناسی به روش آزمایشگاهی (شیمی تر، رادیوگرافی، متالوگرافی، و آنالیز عنصری مغز فلزی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به منظور شناسایی فلز و تکنیک ساخت آن است. پس از مطالعه و انجام آزمایش های ذکرشده، جنس این اشیاء از مفرغ، تکنیکِ ساخت شان ریخته گری و چکش کاری، و متعلق به دوره عصر آهن تشخیص داده شد.

به علت سازوکار پیچیده خوردگیِ آثار برنزی، توضیح ساختار مختلف لایه های خوردگی در این آثار تنها در سطوح میکروسکوپی امکان پذیر است. زمانی که شی ء برنزی خورده می شود، معمولاً اکسید مس I، اولین لایه خوردگی بر سطح آثار برنزی [به ویژه آثار] مکشوفه از محوطه های تاریخی است. لیکن بسته به شرایط محیطی، صورت های مختلفی از لایه های خوردگیِ اکسیدیِ غنی از قلع یا مس شکل می گیرد که در میزان مقاومت آثار در برابر خوردگی مؤثر است. شناسایی ترکیبات اکسیدی قلع یا ترکیبی از محصولات قلع مس با استفاده از شیوه های تجزیه دستگاهیِ معمول ساده نیست. با این وجود در پژوهش صورت گرفته با استفاده از قابلیت میکروسکوپ نوری در به تصویر کشیدن رنگیِ محصولات خوردگی با استفاده از نور قطبیده، روند شکل گیری اکسیدهای مس و قلع نمونه هایی از آثار برنزی مکشوفه از محوطه های مختلف ایران بررسی شده و در برخی موارد از شیوه میکروسکوپی روبش الکترون مجهز به سیستم تجزیه عنصری (SEM-EDX) جهت تکمیل روند شناسایی لایه های اکسیدی استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، شناسایی شواهدی از اختلاف توزیع مس و قلع در ریزساختار حاصل از جدایش های ماکروسکوپی و میکروسکوپی، تشکیل محلول جامد مس در کنار مخلوط یوتکتیک مس اکسید مس در حین مراحل انجماد، وجود آخال های اکسیدی مس در ریزساختار فلز، حرکت لایه غنی از قلع از میان لایه اکسیدی مس، شکل گیری لایه های ساندویچی اکسید مس اکسید قلع، حل شدن انتخابی قلع در لایه های خارجی، پدیده جدایش مس از لایه های خوردگی و تغلیظ قلع در مرکز نمونه و در نهایت روند رشد معمول لایه اکسیدی مس و یا تخریب آن تحت شرایط خاص در نمونه آثار برنزی انتخابی با استفاده از تصاویر میکروسکوپی مطالعه شده است. نتایج مذکور تأییدی بر قابلیت شیوه های میکروسکوپی در مطالعه لایه های اکسیدی آثار برنزی است.

مطالعه آثار فلزی محوطه ارگ بم همسو با طرح بیماری شناسی آثار فلزی در ایران انجام گرفته که هدف آن بررسی، مطالعه و آسیب شناسی آثار فلزی در ایران است. از محوطه ارگ بم آثار فلزی مختلفی ازجمله آهن، نقره و آلیاژهای مس به دست آمده است. در پژوهش حاضر بر تعدادی از آثار برنزی تمرکز شده است. مطالعات انجام شده از روش های میکروسکوپی و ماکروسکوپی شامل متالوگرافی، شیمی تر، تفرق اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) استفاده کرده است. نتایج حاکی از آن است که با توجه به ساختار دندریتی، اغلب این آثار به روش ریخته گری ساخته شده اند. طبق نتایج پراش سنج پرتو ایکس (XRD)، محصولات خوردگی شامل کوپریت (اکسید مس)، آزوریت (کربنات مس)، بروکانتیت (سولفات مس)، کاسیتریت (اکسید قلع) و ترکیبات کلریدی آتاکامیت، پاراتاکامیت، نانتوکیت و ملانوتالیت (Cu2OCl2) هستند. نکته قابل توجه آن است که وجود فاز حاوی آهن و گوگرد در تمام نمونه ها نشان دهنده استفاده از سنگ معدن های سولفیدی در استخراج مس است.

شناسایی ویژگی های شیمیایی و میکروسکوپی لایه های خوردگی اشیای آهنی باستانی موضوع مهمی برای درک شرایط حفاظتی مجموعه های آهنی حفاری شده است. این مسئله در فراهم کردن سیاست های حفاظتی، به حفاظت طولانی مدت از آثار باستانی کمک می کند. در بسیاری از مجموعه های سراسر دنیا تعداد زیادی از اشیای آهنی به دست آمده از حفاری های مختلف وجود دارد. ایران در تاریخ باستانی متالورژی یکی از مناطق مهم است و بسیاری از مجموعه های فلزی متعلق به دوران مختلف از محوطه های باستانی ایرانی به دست آمده است. در این مقاله لایه ها و محصولات خوردگی تعدادی از اشیای آهنی بررسی شده تا مکانیزم خوردگی در آثار مشخص شود. اشیای آهنی از محوطه باستانی پَهلوج در شمال ایران به دست آمده که احتمالاً به اواخر دوره ساسانی مربوط است. اشیای به دست آمده از این کاوش هم اکنون در موزه کلبادی ساری نگهداری می شود. ریخت شناسی و مکانیزم خوردگی اشیا با میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM-EDS)، رادیوگرافی (X-Ray) و پراش پرتو ایکس (XRD) آزمایش شد و نتایج نشان می دهد لایه نازک خوردگی روی سطح اشیا را پوشانده است. قشر خوردگی سطح اشیا نشان دهنده ساختار چندلایه است که می تواند ناشی از تغییر شرایط تدفین در زمان دفن و تغییرات پس از حفاری باشد. محصولات خوردگی اصلی شامل اکسیدها و هیدروکسیدهای متفاوت آهن است و ریخت شناسی و مکانیزم خوردگی در اشیای مطالعه شده، نشان دهنده مدت زمان طولانی تدفین در خاک نسبتاً خورنده است. هدف از شناسایی روند فرسایش، طرح موضوع حفاظت پیشگیرانه و ایجاد شرایط حفاظتی مناسب در حفاری است. ایجاد شرایط محیطی مناسب برای نگهداری نمونه ها پس از حفاری مستلزم محیطی با میزان رطوبت و اکسیژن کم است. استفاده از مواد جاذب رطوبت یکی از ابزارهای کاربردی در کاهش رطوبت است.

بقایای دولت شهری باستانی در محوطه ای باارزش از عصر مفرغ در شهر سوخته در ۵۶ کیلومتری زابل در استان سیستان و بلوچستان وجود دارد. در کاوش های گورستان محوطه شهر سوخته از یکی از گورهای حفاری شده در ضلع جنوبی محوطه 13 قطعه نمونه ی فلزی به دست آمده که تعداد چهار قطعه نمونه از آن در این پژوهش مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. اهداف این پژوهش، شامل مطالعه و بررسی روش ساخت، ریزساختارنگاری و بررسی عناصر متشکله، هم چنین شناسایی فرایند خوردگی و بررسی وجود خوردگی فعال آثار به دست آمده است. بدین منظور از روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (SEM-EDS) ریزساختارنگاری، رادیوگرافی و پراش پرتو ایکس(XRD) استفاده شده است. در نتایج به دست آمده، میزان متنابهی عنصر ارسنیک شناسایی شد؛ که نشان داد نمونه های مورد نظر، آلیاژ مس ارسنیکی است. هم چنین عناصر روی و سرب نیز شناسایی شد. می توان گفت با توجه به میزان عناصر شناسایی شده، نمونه های مورد مطالعه نسبتاً مشابه بوده و احتمالاً، منابع استحصال آن ها یکسان است؛ لیکن با توجه به خوردگی نسبتاً زیاد به قطعیت نمی توان به این نتیجه رسید. بررسی ریزساختاری نشان داد، روش ساخت در نمونه های مورد مطالعه مشابه یکدیگرند. اندازه دانه بندی ریز بوده و نشانه هایی از عملیات چکش کاری و تابکاری متناوب زیادی بر روی نمونه انجام گرفته است، مشاهده شد. هم چنین در بررسی های آسیب شناسی با میکروسکوپ الکترونی روبشی و متالوگرافی حفره ها و آخال ها و خوردگی بیرونی و داخلی در نمونه ها، مشاهده شده که محصولات خوردگی کوپریت، مالاکیت و تری هیدروکسی کلریدهای شامل پاراتاکامیت و آتاکامیت در آنالیزXRD شناسایی شد.