اصلاح خواص سطحی پوشش های نانو ساختار اکسید آلومینیوم آندی با افزودن لایه روانکار جامد

استفاده از آلومینیوم در برخی قطعات باعث افزایش دمای قطعه در حین کار می شود. سختی کم و در پی آن مقاومت به سایش کم این فلز تخریب سریع آن را موجب می شود. پوشش آندایزینگ در شرایط بهینه، با ایجاد یک لایه اکسیدی سخت آلومینا می تواند سختی سطح آلومینیوم را تا ده برابر افزایش دهد و افزایش سختی مقاومت سایشی خوبی را ایجاد می کند، اما زیاد بودن ضریب اصطکاک پوشش آندایز سخت نقطه ضعف بزرگی محسوب می شود. هدف از انجام پژوهش حاضر، کاهش ضریب اصطکاک پوشش اکسید آلومینیوم آندی از طریق نفوذ دادن و سنتز ذرات جامد روانکار پلی تترافلورواتیلن به ساختار و نانو حفرات پوشش ایجاد شده است. پوشش آندایز سخت با تغییر پارامترهای ولتاژ و زمان پوشش دهی تهیه شد. پس از دستیابی به شرایط پوشش آندایز سخت بهینه، لایه روانکار پلی تترافلورواتیلن با مقادیر 15، 20، 25 و ml/l 30 روی سطح پوشش ایجاد شد. در نهایت برای افزایش چسبندگی لایه روانکار، نمونه ها در دمای بهینه عملیات حرارتی شدند. برای ارزیابی و مشخصه یابی پوشش ها آزمون پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (fesem) و طیف نگار تفکیک انرژی (eds) از سطح پوشش های ایجاد شده تهیه شدند. یافته ها نشان داد که اندازه حفرات ایجاد شده در گستره nm 16-5 است که سختی زیاد پوشش را سبب می شود. عملیات حرارتی برای افزایش چسبندگی لایه روانکار در دمای °c 400 انجام گرفت. تغییرات سختی، مدول الاستیک و تافنس شکست توسط میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) انجام شد. نتایج حاکی از افزایش شدید سختی و مدول الاستیک، کاهش تافنس شکست پوشش آندایز سخت در نتیجه عملیات حرارتی بود. برای بررسی رفتار تریبولوژیکی پوشش، آزمون سایش در بار کم با استفاده از پین با جنس فولاد بلبرینگaisi 52100 انجام شد. برای بررسی رفتار تریبولوژیکی پوشش ها در دمای بالاتر، آزمون سایش در دو دمای °c 150 و °c 300 انجام گرفت. کاهش وزن نمونه و پین سایشی برای هر آزمون محاسبه شده و تاثیر دما روی میزان سایش پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش مقدار فاز روانکار در دمای محیط باعث بهبود رفتار روانکاری پوشش می شود، در حالی که در دمای بالا افزایش مقدار روانکار نتیجه مطلوبی ندارد. در دمای محیط بهترین رفتار روانکاری از نمونه حاوی ml/l 30 مشاهده شد، ولی در دمای بالا بهترین رفتار روانکاری توسط نمونه حاوی ml/l 20 روانکار مشاهده شد. سطوح سایشی نمونه و پین توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفتند.