13992

13992

بررسي خواص مكانيكي پوشش نانو ساختار خودترميم كننده اكسيد زيركونيوم - بنزوتريازول

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

اسفندماه 1393

اسفندماه 1393

دكتر عليرضا ميرحبيبي - دكتر سيدمحمد ميركاظمي

دكتر علي شانقي

مواد و متالورژي

چكيده امروزه با توجه به پيشرفت روز افزون علم، استفاده از پوشش هاي خودترميم كننده يك ضرورت اجتناب ناپذير در صنايع گوناگون به شمار مي آيد و روش هاي مختلفي همانند روش هاي فيزيكي، شيميايي و روش سل-ژل به دليل ايجاد پوششي همگن و يكنواخت و نيز سهولت كار از جايگاه ويژه اي برخوردار هستند. در اين تحقيق، پوشش زير كونيا و پوشش هاي خود ترميم كننده زير كونيا-بنزوتريازول، زيركونيا-اكسيد سريم، زيركونيا-آلومينا-بنزوتريازول و زيركونيا-آلومينا-اكسيد سريم به روش پوشش دهي غوطه وري سل-ژل بر روي آلومينيوم 2024و7075 اعمال شد و با سرعت گرمايش1درجه سانتي‌گراد بر دقيقه عمليات حرارتي شدند. سطح زيرلايه ها با پوشش‌هاي فوق جهت بررسي خواص فازي، ساختاري و مورفولوژي توسط GIXRDوFESEMمورد ارزيابي قرار مي گيرد. در ادامه خواص سطحي، تريبولوژي، سختي و مدول الاستيك پوشش ها توسط AFM و تست هاي مكانيكي نانودندانه گذاري و نانوخراش با اعمال بارهاي100،200،350،500ميكرونيوتن، مورد ارزيابي قرار مي گيرد. نكته كليدي و قابل تأمل در اين تحقيق اين است كه پوشش بايد داراي تلفيقي مناسب و متعادل از خواص سطحي و سختي و استحكام (مدول الاستيك)باشد تا عمل ترميم به بهترين شكل ممكن صورت گيرد.نتايج حاصل از تمامي آزمايش ها نشان مي دهد كه پوشش‌هاي حاوي ماده خودترميم‌ شونده سريم خواص سطحي بهتري (مورفولوژي، زبري، ضريب اصطكاك)دارند. زبري سطح آلومينيوم 2024 به ميزان تقريبا 80 برابر و براي آلومينيوم 7075 به ميزان تقريبا 50 برابر كمتر شد. همچنين ضريب اصطكاك به ميزان 03/0 تا 09/0 افزايش يافت. با اضافه شدن آلومينا به پوشش‌هاي زيركونيا-بازدارنده، خواص مكانيكي بهبود يافت به طوري كه سختي و مدول الاستيك پوشش زيركونيا-آلومينا-اكسيد سريم به ترتيب GPa22/1 و MPa 43 بدست آمد كه اين سختي و مدول الاستيك بيشتر از آلومينيوم 2024 است. بهترين خودترميمي براي پوشش هاي حاوي بنزوتريازول با توجه به ترميم شيار حاصل از نانوخراش حاصل شد. با توجه به اينكه حجم شيار اوليه براي اين نمونه ها 5/1 برابر پوشش زيركونيا بود، حجم نهايي پوشش¬ها حدود نصف حجم شيار پوشش زيركونيا شد. واژه¬هاي كليدي:سل-ژل، زيركونيا، خودترميم‌شونده، بنزوتريازول، اكسيد سريم، ميكروسكوپ نيروي اتمي