ارزیابی خواص فیزیکی پوشش های مس ایجاد شده به روش پاشش حرارتی جهت کاربردهای هدایت حرارتی و الکتریکی

در این پژوهش خواص فیزیکی پوشش های مس ایجاد شد به روش پاشش حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از پودر مس تجاری برای پوشش-دهی به روش پاشش حرارتی شعله ای با سرعت بالا با سه نسبت مختلف سوخت به اکسیژن استفاده شد. به دلیل عدم قابلیت پوشش دهی، پودر اولیه ذرات با اندازه کمتر از m? 25 حذف گردید و توزیع ذرات پودر توسط روش لیزر دیفرکشن اندازه گیری شد. پس از انجام عملیات پوشش دهی پوشش ها از سطح زیرلایه جدا شده و مورفولوژی و ریز ساختار پودر و پوشش توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی(sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوی تفرق اشعه ایکس(xrd) پودر و پوشش ها جهت بررسی فازهای احتمالی و اثر کارسرد شدن ذرات در حین پاشش حرارتی تهیه شد. مقدار اکسیژن موجود در نمونه های پودر و پوشش نیز توسط دستگاه تعیین کننده اکسیژن مشخص شد. هدایت حرارتی پوشش هایی که از روی سطح جدا شدند در دو جهت ضخامت پوشش و موازی صفحه توسط دستگاه لیزرفلش اندازه گیری شد. هدایت الکتریکی پوشش ها نیز در دو جهت ضخامت و موازی صفحه پوشش توسط روش چهارنقطه ای(4-point probe) اندازه گیری شد. مقدار اکسیژن موجود در پوشش-ها دو برابر مقدار اکسیژن پودر اولیه اندازه گیری شد. این اختلاف به علت اکسید شدن پودر ها قبل از برخورد با زیرلایه و در هنگام عبور از شعله پاشش حرارتی می باشد. هدایت حرارتی پوشش ها در دو جهت اندازه گیری شده متفاوت بودند. آنالیز تصویری پوشش ها نشان داد علت این اختلاف متفاوت بودن تعداد مرز ها در دو جهت بوده و با تغییر دانسیته مرز در پارامتر های مختلف پاشش hvof هدایت حرارتی و الکتریکی پوشش تغییر می کند. پارامتر ضخامت میانگین اسپلت ها رابطه مستقیم با هدایت در جهات مختلف پوشش دارد و نقش اساسی در تعیین هدایت حرارتی و الکتریکی پوشش بازی می کند. هدایت حرارتی و الکتریکی پوشش پس از عملیات حرارتی آنیل در دمای °c 600 به مدت 6 ساعت افزایش قابل توجهی نشان داد و در مواردی نزدیک به هدایت حرارتی و الکتریکی مس آنیل شده شد. بررسی ساختار پوشش ها پس از آنیل حاکی از دانه های تبلور مجدد شده با اندازه بزرگتر از دانه های پودر و پوشش اولیه بوده است. همچنین آنیل موجب از بین رفتن کرنش دانه ها ناشی از عملیات پوشش دهی می گردد.