سنتز و مشخصه یابی پوشش های هیبریدی نانوکامپوزیت ni-p-ag-al2o3

در پژوهش حاضر ضمن ایجاد پوششی نوین از نوع هیبریدی نانوکامپوزیت ni-p-ag-al2o3، خواص مکانیکی و تریبولوژیکی این پوشش، مورد مطالعه قرار گرفته و تأثیرات متغیرهایی نظیر غلظت نانوذرات آلومینا و نقره و نیز فرایند عملیات حرارتی بر تغییرات ریزساختار پوشش، خواص مکانیکی، رفتار تریبولوژیکی و مکانیزم های دخیل در سایش بررسی شده اند. بدین منظور پس از اندازه گیری پتانسیل زتا ذرات آغشته به ترکننده کاتیونی ctab در محلول الکترولس و آماده سازی سطحی زیرلایه، نمونه های فولاد کربنی وارد حمام آبکاری کامپوزیتی شده و پوشش های ni-p، ni-p-ag، ni-p-al2o3 و ni-p-ag-al2o3 توسط فرایند الکترولس بر روی نمونه های مذکور رسوب داده شدند. پس از عملیات حرارتی همدما در دمای °c400، خواص مکانیکی پوشش ها توسط ریزسختی سنجی و آزمایش فرو رونده ارزیابی شده و آزمایش های تریبولوژی به روش پین روی دیسک در دمای محیط و دمای بالا (°c500~) انجام شدند. ارزیابی ریزساختار پوشش ها توسط آنالیز xrd انجام شده و مورفولوژی و سطح مقطع پوشش ها و همچنین سطوح سایش و ذرات سایشی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی مجهز به آنالیز edx بررسی شدند. جهت تعیین زبری، توپوگرافی سطوح و مقادیر سایش از پروفیلومتر سه بعدی نوری نیز استفاده گردید. نتایج نشان دادند که هم رسوبی ذرات آلومینا و نقره در پوشش های کامپوزیتی و هیبریدی به شدت به پتانسیل زتا و اندازه ذرات وابسته هستند. همچنین عملیات حرارتی پوشش ها منجر به استحاله فازی صرفاً در زمینه پوشش همراه با ایجاد فازهای ثانویه ni3p شده و موجب افزایش سختی و مقاومت سایشی گردیده است. مقایسه میان پوشش های کامپوزیتی و هیبریدی نشان داد که خواص تریبولوژی پوشش هیبریدی نانوکامپوزیت ni-p-ag-al2o3 تلفیقی از مقاومت سایشی پوشش ni-p-al2o3 و خاصیت روانکاری پوشش ni-p-ag می باشد. ایجاد لایه های ترکیبی و غنی از نقره در سطوح سایش بعنوان عاملی مهم جهت خاصیت خودروانکاری در پوشش های حاوی ذرات روانکار نقره در سایش دمای پایین و بالا تشخیص داده شد. مقادیر ضریب اصطکاک متوسط در دمای محیط و دمای بالا برای پوشش های عملیات حرارتی شده ni-p-ag به ترتیب در حدود 32/0 و 37/0 و برای پوشش عملیات حرارتی شده ni-p-ag-al2o3 به ترتیب در حدود 4/0 و 45/0 بدست آورده شدند. همچنین نتایج سایش دمای بالا نشان دادند که بعلت نفوذ نقره از داخل پوشش به سطح سایش در پوشش های کامپوزیتی و هیبریدی حاوی ذرات روانکار، شرایط برای جوانه زنی و ایجاد لایه های مضاعف از تریبوفیلم غنی از نقره در مسیر سایش فراهم شده و باعث ایجاد خاصیت خودروانکاری در دمای بالا شده است.