عنوان پایان‌نامه
تولید پوشش های نانو ساختار سرامیکی به روش الکتروفورتیک و بررسی خواص آنها
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 856;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46773
- تاریخ دفاع
- ۲۷ آذر ۱۳۸۹
- دانشجو
- احسان مرادپورتاری
- استاد راهنما
- چنگیز دهقانیان
- چکیده
- چکیده استفاده از روش رسوب الکتروفورتیک برای تولید پوشش¬های سرامیکی رایج بوده و امروزه در حال افزایش است. این روش علاوه بر ساده بودن و مزایای اقتصادی قابلیت کنترل فرآیند بسیار خوبی هم ارائه می¬دهد. در این پژوهش به منظور بالا بردن مقاومت سایشی و خوردگی فولاد معمولی 1020AISI از لایه¬نشانی پوشش نانوکامپوزیتی Cr2O3-Al2O3 با استفاده از روش رسوب الکتروفورتیک استفاده شد. برای این منظور ابتدا از سوسپانسیون با غلظت g/l 10 حاوی پودر نانوی اکسید کروم (III) بعلاوه¬ی 0، 5، 15، 25، 35 درصد پودر نانوی اکسید آلومینیوم (III) در اتانول استفاده شد. پس از آن به منظور بهبود خواص سایشی و اصطکاکی از طریق کاهش ضریب اصطکاک، 3% روانکار سولفید مولیبدن به سوسپانسیون اضافه شد. اثر ولتاژ و زمان بر روی فرآیند مورد بررسی قرار گرفت. پس از لایه¬نشانی و زینتر کردن پودر در محیط خلأ در دمای ? 1200 مورفولوژی آن بوسیله¬ی میکروسکوپ SEM بررسی شد و مشاهده شد که اکسید آلومینیوم به زینترینگ کمک کرده است. برای تایید نشستن هر سه پودر در پوشش ابتدا از تست XRD و EDS برای بررسی فازهای پوشش و توزیع آنها استفاده شد. در مرحله¬ی بعد تست¬های میکروسختی سنجی، چسبندگی پوشش، سایش، اصطکاک و ... برای بررسی مقاومت به سایش پوشش و تست¬های کاهش وزن، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی برای بررسی مقاومت به خوردگی پوشش انجام شد. با بررسی نتایج بدست آمده مشاهده شد که افزودن سولفید مولیبدن به پوشش خواص سایشی آن را بهبود بخشیده ولی بر روی رفتار خوردگی اثر نامطلوبی می¬گذارد. به همین دلیل تصمیم به تولید یک پوشش دو لایه با پوشش رویی Cr2O3-25%Al2O3-3%MoS2 به ضخامت ?m 10 به منظور بهبود مقاومت به سایش و لایه¬ی زیرین Cr2O3-25%Al2O3 با ضخامت ?m 40 برای بهبود مقاومت به خوردگی اتخاذ گردید. پوشش دولایه¬ی تولید شده مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی بسیار خوبی داشت. واژه¬های کلیدی: الکتروفورتیک-نانوکامپوزیت-Cr2O3-Al2O3- مقاومت به سایش- مقاومت به خوردگی
- Abstract
- Abstract Electrophoretic deposition (EPD) has been used for deposition of ceramic and non-conductive coatings increasingly. This process is simple and economic and has a very good control for process parameters. In this study Cr2O3-Al2O3 nanocomposite coating was deposited on steel 1020 using electrophoretic deposition method. In this process a suspension with 10 g/l concentration containing chromium oxide (III) nanopowder and 0, 5, 15, 25 and 35% aluminum oxide (III) nanopowder in ethanol was used. Then in order to improve wear and friction properties 3% of molibdenium sulfide lubricant without changing the total concentration was added to the suspension. Effect of voltage and time on the process was studied. After deposition and sintering the powder in vacuum environment at 1200 ? its morphology was investigated using a scanning electron microscopy (SEM). It was found that aluminum oxide because of its higher melting point and finer particle size has improved sintering. Sintering process of samples with 25% aluminum oxide and more were complete; therefore this sample was chosen as the main sample for subsequent investigations. X-Ray diffraction test and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) was used to study the coating phases and therir distrubution. In next step microhardness, adhesion, wear, friction, etc. tests was accomplished to investigating the wear resistance of the coating and weight loss, potensiodynamic polarization and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used to investigating corrosion properties of the coating. Analyzing the results showed that molibdenium solphide has improved the wear properties but it had an unfavorable effect on corrosion because of its electrical conducting. Therefore a two layer coating with 10 ?m Cr2O3-25%Al2O3-3%MoS2 on top in order to improving wear properties and the second layer of 40 ?m Cr2O3-35%Al2O3 for improving corrosion properties was applied. The final two layer coating had a very good tribological and corrosion resistance properties. Keywords: Electrophoretic deposition; EPD; nanocomposite; Al2O3; Cr2O3; wear resistant, corrosion
