14359

12984

كارشناسي ارشد

خوردگي و حفاظت از مواد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

چهارده، ۷۸ص.: مصور، جدول، نمودار

مسعود عطاپور، حميدرضا سليمي جزي

امير الحاجي

محمود منير واقفي، عبدالمجيد اسلامي

1397/11/30

كتابنامه

مواد

مهندسي مواد

1397/12/04

ID12984

6 چکیده اکسیداسیون الکترولیتی پالسمایی یک فرایند اکسیداسیون آندایزینگ برای ایجاد پوششهای اکسیدی سرامیکی با خواص و ویژگیهای مطلوبی مانند مقاومت در برابر سایش و خوردگی بر روی زیرالیههای فلزات سبک به ویژه آلیاژهای منیزیم آلومینیم و تیتانیم میباشد چون این پوششها به دلیل شرایط پالسمایی ایجاد شده هنگام پوششدهی ذاتا متخلخل هستند لذا این تخلخل روی مقاومت خوردگی و سایش آنها اثر منفی دارد بنابراین با آببندی حفرهها میتوان مقاومت به خوردگی و سایش آنها را بهبود بخشید یکی از بهترین راهها جهت آببندی افزودن نانو و میکروذرات به الکترولیتهای پوششدهی است به همین دلیل در این تحقیق به بررسی اثر افزودن نانوذرات پلیمری پلی تترافلوئورواتیلن PTFE بر روی رفتار سایشی و خوردگی پوششهای اکسیداسیون الکترولیتی پالسمایی تشکیل شده در الکترولیتهای پایه آلومینات و فسفات بر روی آلیاژ منیزیم 08 AZ پرداخته شده است آنالیز نقشه توزیع عناصر با میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح پوششها حاکی از این است که ذرات PTFE به مقدار قابلتوجهی حفرههای سطح را آببندی کردهاند بنابراین میتوان گفت اتصال نانوذرات پلیمری به درون پوششها با موفقیت انجام گرفت آنالیز پراش اشعه ایکس با مد گریزینگ از سطح پوششها پیک مربوط به حضور ذرات PTFE را تحت زاویه 8 16 درجه نشان داد ارزیابی رفتار سایشی پوششها با استفاده از آزمون سایش خشک پین فوالدی 00125 AISI روی دیسک تحت بارهای 9 و 5 نیوتون و در فاصله 115 متر انجام شد تحت بار 9 نیوتون پوششهای شامل PTFE کامال سالم باقی ماندند در حالیکه روی سطح پوششهای بدون PTFE اثرات شکست ناشی از سایش از تصویر میکروسکوپی مسیر سایش کامال مشهود بود تحت بار 5 نیوتون پوششهای بدون PTFE کامال تخریب شدند و به زیرالیه منیزیم رسیدند که اساسا به دلیل مکانیزم سایش خراشان بود در مقابل پوششهای PEO PTFE بدست آمده در هر دو الکترولیت آلومیناتی و فسفاتی تخریب جزئی را نشان دادند که با نتایج حاصل از نمودارهای ضریب اصطکاك فاصله در تطابق بود همچنین آنالیز SEM از سطح پینها واندازگیری تغییر وزن نمونهها و پینها نشان داد که تکههایی از پوشش که به سطح پین فوالدی میچسبند برای پوششهای بدون نانوذره بسیار بیشتر از پوششهای کامپوزیتی است مقاومت سایشی پوشش نانوکامپوزیتی ایجاد شده با ذرات PTFE عمدتا به دلیل خاصیت روانکاری این ذرات است که هنگام آزمون سایش به سطح پوشش میآیند و از تماس مستقیم پین با پوشش جلوگیری کرده و لذا نرخ سایش و ضریب اصطکاك کاهش مییابند به گونهای که ضریب اصطکاك پوششهای تشکیل شده در الکترولیتهای آلومیناتی و فسفاتی با افزودن ذرات PTFE به ترتیب از 41 1 و 1 1 به 99 1 و 4 1 کاهش یافت عملکرد خوردگی پوششها توسط آزمون پالریزاسیون تافل و طیفسنج امپدانس الکتروشیمیایی انجام شد نتایج حاکی از آن است که بر اساس آزمون پالریزاسیون نرخ خوردگی پوششهای فسفاتی و آلومیناتی شامل ذرات PTFE نسبت به پوششهای بدون ذره به ترتیب 44 5 و 61 1 برابر کاهش مییابد همچنین با انجام آزمون طیفسنج امپدانس الکتروشیمیایی در زمانهای 4 42 84 و 21 ساعت غوطهوری مقادیر مقاومت الیه داخلی و خارجی Rin و Rout برای پوششهای شامل نانوذرات PTFE بسیار بیشتر از پوششهای بدون PTFE به دست آمد که به دلیل کاهش میکروحفرهها و میکروتركها بود همچنین کاهش ظرفیت خازنی CPE مربوط به این دو الیه به دلیل کاهش نفوذ محلول خورنده به پوشش و در واقع کاهش سطح موثر پوششها بود کلمات کلیدی اکسیداسیون الکترولیتی پالسمایی منیزیم 08 AZ پلیتترافلوئورواتیلن خوردگی سایش ضریب اصطکاك

18Investigation and comparison of corrosion and wear behavior of PEO PTFE nanocomposite coatings composed in base alumina and phosphate electrolyts on AZ80 magnesium alloyAbstractIn this study the effect of adding polytetrafluoroethylene PTFE polymeric nanoparticles on thewear and corrosion behavior of plasma electrolytic oxidation coatings composed of base aluminateand phosphate electrolytes on AZ80 magnesium alloy has been investigated An analysis of theEnergy distribution map of elements with a scanning electron microscope from the surface of thecoatings indicates that the PTFE particles have significantly sealed the surface porosity The x raydiffraction analysis with graizing mode from the surface of the coating revealed the peak of thepresence of PTFE particles at an angle of 16 8 degrees The wear behavior of the coatings wasevaluated using a dry sliding test pin AISI 52100 on a disk under loads of 3 and 5 N and at a distanceof 500 meters Under the load of 3 N containing PTFE coatings remained perfectly healthy whilethe wear side failure effects on the surface free PTFE coatings were clearly evident from themicroscopic image of the wear track Under the load of 5 N free PTFE coatings were completelydegraded and reached the substrate of magnesium which was essentially due to the abrasivemechanism In contrast PEO PTFE coatings obtained in both aluminate and phosphate electrolytesshowed partial degradation which was consistent with the results of the coefficients of friction distance diagram Also SEM analysis from the pins surface and the weight change of samples andpins showed that pieces of coating that are attached to the steel pin surface for non nanoparticlecoatings are much more than composite coatings The wear resistance of nanocomposite coatingscaused by PTFE particles is mainly due to the lubricating properties of these particles which whenapplied to the surface of the coating prevents direct contact pin with the coating thus reducing wearrate and friction coefficients The friction coefficient of the coatings formed in the aluminate andphosphate electrolytes was reduced from 0 64 and 0 7 to 0 33 and 0 4 by adding PTFE particles respectively The corrosion performance of coatings was performed by tafel polarization test andelectrochemical impedance spectroscopy The results indicate that according to the polarization test the corrosion rate of phosphate and aluminate coatings containing PTFE particles compared to non particulate coatings is reduced to 5 44 and 7 61 respectively by performing an electrochemicalimpedance test at 4 24 48 and 72 hours immersion the internal and external layer R in and Rout resistance values for coatings containing PTFE nanoparticles were found to be much higher thanthose without PTFE coatings due to the reduction of microcrack And porosity Also the decrease incapacitive capacitance CPE of these two layers was due to the decrease in the penetration of thecorrosive solution to the coating and in fact to reduce the effective surface of the coatings Keywords Plasma Electrolytic Oxidation AZ80 Magnesium PTFE Corrosion wear Friction Coefficient

مسعود عطاپور، حميدرضا سليمي جزي

امير الحاجي

محمود منير واقفي، عبدالمجيد اسلامي