اعمال پوشش های پایه AlCrSiTiZr آنتروپی بالا و بررسی رفتار های تریبولوژیکی و الکتروشیمیایی آن ها

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: اعمال پوشش های پایه AlCrSiTiZr آنتروپی بالا و بررسی رفتار های تریبولوژیکی و الکتروشیمیایی آن ها

ارائه دهنده: Provider: عرفان لطفی خجسته - رشته مواد

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر حسن علم خواه و دکتر میثم نوری

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر مسعود عطاپور

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محسن شیخی و دکتر حمید اصفهانی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ۱۵ مهر ۱۴۰۲، ساعت ۱۴

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس ۱۰ واقع در دپارتمان مهندسی مواد

چکیده: Abstract: در این پژوهش، پوشش های آنتروپی بالا بر پایه AlCrSiTiZr در دو دسته آلیاژی تک لایه (HEA) و نیتریدی چندلایه (HEN) با استفاده از روش تبخیر قوس کاتدی (CAE-PVD) بر زیرلایه فولاد زنگ نزن ۳۰۴ با موفقیت اعمال شدند. تعدادی از نمونه های هر دو پوشش تحت عملیات حرارتی آنیل در دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس در اتمسفر هوا قرار گرفته و به پوشش های تک لایه آلیاژی آنیل شده (HEAO) و چندلایه نیتریدی آنیل شده (HENO) تبدیل شدند. پارامتر آنتروپی اختلاط (ΔSmix) محاسبه شده نشان داد که هر دو پوشش HEA و HEN رسوب یافته، در محدوده آنتروپی بالا قرار دارند. به علاوه، از آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD)، پراش پرتو ایکس با زاویه کم (GIXRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری با وضوح بالا (HR-TEM) و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) به منظور بررسی فازی و ساختاری پوشش ها استفاده شده است. بدین ترتیب، پوشش HEA دارای ساختار غالب آمورف با تراکم کم جزایر نانوبلوری HCP و پوشش HEN دارای ساختار نانوکامپوزیتی با جزایر نانوبلوری FCC می باشد. نتایج حاصل شده نشان داد که پوشش HEN دارای مقاومت به اکسیداسیون بالا تری نسبت به پوشش HEA بوده است. به این معنا که پوشش HEN توانایی تشکیل لایه اکسیدی کمتری به دلیل وجود نیترید های پایدار در ساختار، در مقایسه با پوشش HEA دارد. مشاهده شده است که انجام عملیات حرارتی آنیل سبب تشکیل فاز ها و پیوند های TiO۲ و SiO۲ در پوشش HEAO و تشکیل فاز ها و پیوند های SiO۲ در پوشش HENO شده است. همچنین نتایج آزمون ترشوندگی نشان داد که سه پوشش HEA، HEN و HENO جزو پوشش های آب گریز و پوشش HEAO جزو پوشش های فوق آب گریز می باشند. با کمک آزمون نانودندانه گذاری (Nano-indentation) مشخص شد که با حضور گاز واکنشی نیتروژن در پوشش HEN سختی تا ۱/۵ برابر در مقایسه با پوشش HEA و با انجام عملیات حرارتی آنیل بر پوشش HEA و تشکیل پوشش HEAO سختی تا ۲/۸ برابر افزایش یافته است. به علاوه، پوشش HEAO دارای بالاترین نسبت های H/E و H۳/E۲ بوده در حالی که پوشش HEA کمترین مقادیر این نسبت ها را دارا می باشد. همچنین آزمون سایش در دو محیط خشک و محلول ۳/۵ درصد وزنی NaCl انجام شد که در هر دو محیط پوشش HEAO به دلیل سختی بالا و حضور فازهای جامد روان کار در سطح بیشترین مقاومت به سایش را نشان داد. به علاوه، مقاومت به خوردگی این پوشش ها در دو محیط ۳/۵ درصد وزنی NaCl و ۰/۱ مولار H۲SO۴ مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج حاصل شده نشان داد بالاترین مقاومت به خوردگی مربوط به پوشش HEAO می باشد که پس از آن به ترتیب پوشش های HENO، HEN و HEA قرار دارند. مقاومت به خوردگی بالای پوشش HEAO به حضور لایه اکسیدی متراکم در سطح، بسته شدن حفرات سطحی، حضور فاز های سطحی مقاوم به خوردگی و رفتار فوق آب گریزی نسبت داده شد.

فایل: ّFile: دانلود فایل