استفاده از پوشش‌هاي سخت بر روي سطوح مختلف مي‌تواند مقاومت در برابر سايش و تخريب محيط زيست را براي كاربردهاي مكانيكي و تريبولوژيك بهبود بخشد. در سالهاي اخير، پوشش‌هاي كربني الماس‌گونه (Diamond Like Carbon) يا DLC در حوزه مهندسي مكانيك توجه بسياري را به خود جلب كرده‌است، كه دليل آن را مي‌توان خواص منحصر به فرد و ويژگي‌هاي عالي اين پوشش‌ها از قبيل سختي بالا، هدايت حرارتي بالا، مقاومت شيميايي و مقاومت در برابر خوردگي بالا دانست. رسوب‌گذاري و تشكيل پوشش‌هاي فوق سخت DLC بوسيله روش‌هاي مختلف انجام مي‌شود كه در اين ميان تكنيك‌هايي كه بيشتر مورد استفاده قرارگرفته‌اند شامل: رسوب‌گذاري بخار شيميايي (CVD)، رسوب‌‌گذاري بخار فيزيكي (PVD) و پردازش ليزر باريكه يوني مي‌باشند. در سال 1992 براي اولين بار با استفاده از روش الكتروشيميايي رسوب‌گذاري پوشش DLC بر روي بستر سيليكون انجام شد. پس از آن، روش الكتروليت به‌صورت موفقيت‌آميز جهت رسوب‌گذاري پوشش‌هاي DLC با استفاده از حلال‌هاي مختلف آلي مانند: متانول، اتانول، اسيداستيك و DMF بكار گرفته‌شد. در مقايسه با تكنيك‌هاي CVD و PVD، روش‌ الكتروشيميايي برخي مزيت‌هاي منحصر به‌فرد از قبيل شرايط راه‌اندازي ساده، درجه‌حرارت پايين و هم‌چنين هزينه كم را دارا مي‌باشد. در اختراع حاضر براي اولين‌بار در دنيا فرايند آبكاري پوشش DLC از محلول اسيداستيك آبي در ولتاژ پايين (V20- تا 8-) و دماي محيط بر روي فولاد ساده كربني انجام شد و خواص مكانيكي و مقاومت در برابر خوردگي اين پوشش مورد آزمايش و اندازه‌گيري قرار گرفت. به‌منظور مشخص‌كردن خواص مكانيكي سيستم پوشش‌داده‌شده از آزمون ميكروتورفتگي (Micro-indentation) و تست خراش استفاده شد. مقاومت به خوردگي فولاد پوشش داده‌شده با DLC نيز توسط امپدانس الكتروشيميايي در محلول كلرايد خنثي اندازه‌گيري شد. بررسي‌ها نشان داد كه با استفاده از اين روش الكتروشيميايي، پوشش DLC به ضخامت nm250 بر روي فولاد با چسبندگي و مقاومت بالا تشكيل شد. همچنين پوشش تشكيل‌شده تحت شرايط ذكر شده محافظت در برابر خوردگي فوق‌العاده بالايي بر روي بستر فولاد فراهم كرد.

در اين اختراع پودر كامپوزيتي مغناطيسي نيكل-آلومينيوم (Ni-Al) به روش الكترولس (رسوب نشاني همزمان) ساخته شد .آنچه در اين اختراع مورد نظر بوده است توليد يك پودر داراي هر دو عنصر نيكل و آلومينيوم به صورت كامپوزيت بوسيله ي روش آبكاري الكترولس روي ذرات آلومينيوم بوده است كه هدف از اين امر توليد اين پودر با هزينه نسبتا كم و سرعت بالا وكنترل آسان بوده است .پودر كامپوزيتي نيكل –آلومينيوم از اين جهت اهميت دارد كه مي توان از طريق آن با ايجاد تركيب هاي بين فلزي از طريق عمليات حرارتي مناسب و يا درحين ساخت قطعه و يا ايجاد پوشش از اين پودر از خواص منحصر بفرد اين تركيب ها كه در روش هاي ديگر توليد آن مانند ريخته گري بدين سادگي قابل دسترسي نيستند بهره برد .

گرافن به عنوان نازكترين ماده در دنيا از خواص قابل توجهي نظير هدايت حرارتي بالا، خواص مكانيكي فوق العاده و خواص انتقال الكترونيك عالي برخوردار است. چنين خواص ذاتي گرافن توجه زيادي را به خود جلب كرده است كه شامل نسلهاي آينده وسايل نظامي راديو فركانسي و سرعت بالا، نانوكامپوزيتهاي تقويت شده هادي حرارتي و الكتريكي، فيلمهاي فوق نازك كربني، نمايشگرهاي نشر ميداني، مدارهاي الكترونيكي، حسگرهاي و الكترودهاي شفاف انعطاف پذير براي دياليز، حسگرهاي زيستي، باطري و سلول هاي خورشيدي مي شود. امروزه روش هاي بسيار متنوعي براي ساخت گرافن بكار برده مي شود كه از متداول ترين آنها مي توان به روش هاي پوسته پوسته كردن ميكرومكانيكي، روش رشد هم بافته، رسوب بخار شيميايي (CVD) و روش هاي شيميايي نام برد. اخيراً توليد گرافن از طريق احيا اكسيد گرافن به روش الكتروشيمي گسترش فراواني پيدا كرده است. اين روش به سبب سادگي، سرعت بالا و دوستدار محيط زيست بودن آن بسيار مورد توجه محققين قرار گرفته است. معمولاً روش احيا گرافن به روش الكتروشيميايي شامل دو مرحله ساخت اكسيد گرافن و در ادامه احياي الكتروشيمي مي باشد. كيتوسان يكي از مهمترين پلي ساكاريدهايي است كه به سبب خواص فيزيكي و شيميايي منحصربه فرد مانند، زيست سازگاري، خاصيت آنتي باكتريال، تجزيه پذيري و خواص عالي تشكيل فيلم سبب شده مورد توجه محققين و صنايع مختلف باشد. كيتوسان بصورت موفقيت آميزي در بسياري از صنايع مانند بيوتكنولوژيكي، داروسازي، بسته بندي مواد، عمليات تصفيه پسماند، لوازم آرايش و همچنين پوششهاي تابعي انتخاب كننده مورد استفاده قرار ميگيرد. در سالهاي اخير بيشتر محققين پيشنهاد استفاده از كيتوسان و محصولات آنها بعنوان پوشش هاي زيست سازگار را بيان كرده اند كه مي توان از آنها بعنوان پوششهاي زيست سازگار و مقاوم به خوردگي براي كاربردهاي پزشكي استفاده كرد. با وجود خواص بسيار عالي كيتوسان، يكي از محدوديت هاي آن خواص مكانيكي نه چندان مطلوب براي كاربردهاي پزشكي است. به همين دليل هر دو خواص مكانيكي وزيست سازگاري مواد بايد بهبود داده شوند. براي بهبود ويژگي هاي سيستم پليمري علاوه بر مخلوط نمودن پليمرهاي مختلف با يكديگر به منظور دستيابي به خواص بهتر، روش ديگر افزودن گرافن و گرافن اكسايد و تشكيل نانوكامپوزيتهاي پليمري است. به اين ترتيب كه با افزودن مقادير اندكي از اين مواد به ماتريس پليمري و دستيابي به پخش مناسب، بهبود قابل توجهي در خواص نانوكامپوزيت حاصل ايجاد مي گردد. در اين اختراع براي اولين بار در دنيا به تشكيل پوشش نانوكامپوزيتي دوستدار محيط زيست و زيست سازگار كيتوسان/ گرافن به روش نوين بر روي فولاد زنگ نزن پرداخته شد. پوشش زيست سازگار فوق به روش آبكاري يك مرحله اي از محلول حاوي كيتوسان و نانوذرات اكسيد گرافن تشكيل شد. در واقع در اين فرايند گرافن از احياي اكسيد گرافن بطور همزمان با كيتوسان از محلول پوشش دهي روي فولاد زنگ نزن رسوب پيدا كرد و با استفاده از نمودارهاي ولتامتري چرخه اي در محلول حاوي اكسيد گرافن و كيتوسان مورد مطالعه قرار گرفت. ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و عبوري (TEM) و طيف سنجي رامان براي بررسي پوشش تشكيل شده مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان داد كه پوشش نانوكامپوزيتي به روش آبكاري يك مرحله اي از محلول حاوي كيتوسان و اكسيد گرافن روي زير لايه فولاد زنگ نزن رسوب داده شده است. همچنين در طيف سنجي رامان دو پيك در مقادير cm-11290 و cm-11580 مشاهده شد كه تاييد كننده حضور نانوذرات بصورت گرافن بود.

در اين اختراع براي اولين‌بار در دنيا به تشكيل پوشش دوستدار محيط زيست، آنتي باكتريال، زيست سازگار و زيست تخريب پذير كيتوسان/ پلي وينيل الكل بعنوان پوشش مقاوم به خوردگي بر روي آلياژ AA8011 پرداخته شد و در ادامه تاثير افزودن PVA بعنوان بازدارنده بر روي مورفولوژي، چسبندگي و رفتار خوردگي و خودترميم شوندگي پوشش مورد مطالعه قرارگرفت. بررسي‌ها نشان داد كه افزودن PVA تا مقدار 5/ درصد وزني سبب كاهش زبري سطح و افزايش يكنواختي پوشش شد و افزايش بيش از اين مقدار پلي وينيل الكل سبب افزايش زبري سطح گرديد. همچنين نتايج چسبندگي نشان داد كه بطور كلي افزودن PVA سبب افزايش چسبندگي پوشش كيتوسان به زير لايه آلياژ آلومينيوم شد. نتايج آناليزهاي پلاريزاسيون ديناميكي و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) نشان داد كه پلي وينيل الكل داراي مكانيزم بازدارندگي آندي مي‌باشد و با جذب بر روي نواحي آندي و مسدود ساختن آنها سبب افزايش مقاومت به خوردگي پوشش مي‌گردد. رفتار خوردگي پوشش كيتوسان 5/0درصد وزنيPVA در زمانهاي طولاني نشان داد كه پوشش تشكيل شده داراي رفتار خود ترميم شوندگي است. در واقع كيتوسان بعنوان منبعي براي نگهداري بازدارنده پلي وينيل الكل عمل مي‌كند. با ايجاد عيب در پوشش و خورده شدن آلومينيوم، يون آلومينيوم وارد محلول شده و در ادامه پلي وينيل الكل از پوشش كيتوسان رها شده و با يون آلومينيوم تشكيل كمپلكس داده و سبب خود ترميم شوندگي پوشش مي‌گردد. كاربردپوشش‌هاي كامپوزيتي زيست سازگار و خود ترميم شونده كيتوسان/پلي وينيل الكل به سبب خاصيت آنتي باكتريال، زيست سازگاري و زيست تخريب پذيري مناسب و همچنين خواص عالي تشكيل فيلم در صنايع مختلف همچون بيوتكنولوژي، داروسازي، بسته‌بندي مواد و همچنين پوشش دوستدار محيط زيست مقاوم به خوردگي مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

در كوره هاي قوس الكتريكي توليد فروسيليسيم، اطلاع از رفتار مواد حامل كربن در دماهاي بالا كه نقش احيا كنندگي را بر عهده دارند، بسيار حائز اهميت است. براي احياي سنگ هاي معدني مانند سنگ كوارتز (Sio2) ، توسط كوره قوس الكتريكي، از مواد احيا كننده حامل كربن مانند كك متالورژي، ذغالسنگ و ذغال چوب استفاده مي شود. دانستن مقادير مقاومت الكتريكي اين مواد در دماهاي بالا (دماي حدود 900 درجه سانتيگراد) مي تواند به عنوان ابزاري براي محاسبه و پيش بيني سينتيك واكنش احيايي كلي Sio2 + C = Si + Co2 استفاده شود. به عبارت ديگر، وجود اطلاعات لازم در مورد مقاومت الكتريكي مواد حامل كربن در دماهاي مختلف، سبب مي شود كه بتوان شرايط الكتريكي مناسب تري به كوره اعمال كرد و در نتيجه واكنش هاي ترموديناميكي با سرعت بيشتري انجام شده و در نهايت سرعت توليد فروسيليسيم افزايش مي يابد. دستگاه فوق به منظور اندازه گيري مقاومت الكتريكي مواد حامل كربن در دماهاي مختلف ( از 25 تا 900 درجه سانتيگراد) طراحي و ساخته شده است. براي طراحي اين دستگاه از نرم افزار solid works استفاده شد. طرح كلي دستگاه متشكل از يك استوانه به ارتفاع 70 و قطر 50 سانتيمتر است. براي ايجاد حرارت لازم، از هيترهاي عايق به مستطيل شكل به طول 22 و عرض 15 سانتيمتر استفاده شد. اين هيترها با زوايه 180 درجه درون استوانه قرار گرفتند و در اطراف آنها جرم نسوز عايق ريخته شد. محفظه آزمايشي درون استوانه شامل يك استوانه كوچكتر با ارتفاع 25 و قطر 17 سانتيمتر است. براي برقراري جريان الكتريكي و اندازه گيري مقاومت الكتريكي مواد درون محفظه آزمايش ، بالا و پايين محفظه از دو عدد الكترود زودربرگ استوانه اي با ارتفاع 20 و قطر 16 سانتيمتر استفاده شد. و از درون الكترودي كه در قسمت بالاي محفظه قرار داد شده بود، يك عدد ترموكوپل عايق براي اندازه گيري دماي محفطه عبور داده شد. براي برقراري جريان الكتريكي در الكترودها، از اتصالات مسي كه در داخل الكترود زودربرگ جايگذاري شدند استفاده شد. بنابراين با روشن كردن هيترها ، و بررسي نرخ افزايش دماي ماده مورد آزمايش، و همچنين اختلاف پتانسيل لازم براي ايجاد جريان در محفظه، مقاومت الكتريكي ماده حامل كربن در دماهاي مورد نياز محاسبه شد.

در اين اختراع با استفاده از روش سل ژل و تكنيك هاي مورد استفاده در نانو تكنولوژي پوشش يكنواخت و همگني با درصد بالايي چسبندگي ايجاد شده است.

در اين اختراع با استفاده از روش سل ژل و فرآيند غوطه وري پوشش نانو ذرات اكسيد تيتانيوم بر روي سطح فلزات به منظور افزايش مقاومت به خوردگي اعمال شده است.